ЛР 2 Исследование линейных резистивных цепей. ЛР1 ТОЭ. Исследование линейных резистивных цепей

• Название: Исследование линейных резистивных цепей
• Анкор: ЛР 2 Исследование линейных резистивных цепей
• Дата: 28.05.2021
• Размер: 193.08 Kb.
• Имя файла: ЛР1 ТОЭ.docx
• Тип: Протокол; #210929

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра «ТОЭ»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Тема: «Исследование линейных резистивных цепей».

Студент гр. 9391		Дроздов В.А,
Преподаватель		Езеров К.С.

Санкт-Петербург

2021

Протокол

Таблица 1- Исследование цепи при питании ее от двух источников

№ ветви	1	2	3	4
Uk, В	0,3655	0,453	1,6345	2,0875
Ik, мА	0,2435	0,302	0,5465	0,6975

Таблица 2 - Определение токов цепи методом наложения

Источники	Токи ветвей	1	2	3	4
U = 2 V; I = 0 mА	I′k	0,6	0,243	0,365	0,243
U = 0 V; I = 1 mА	I″k	0,363	0,504	0,182	0,435
U = 2V; I = 1 mА	Ik	0,237	0,261	0,545	0,696

I₁= I'₁ -I″₁ = 0,6 – 0,363 = 0,237 _м А

I₂= I'₂ -I″₂ = -0,243 + 0,504 = 0,261 _м А

I₃= I'₃ -I″₃ = 0,365 + 0,182 = 0,548 _м А

I₄= I'₄ -I″₄ = 0,243 – 0,455 = 0,698 _м А
Напряжение холостого хода U₀ = 2,25 B

3)Сила тока I₃= 0,51 при U₀ = 2,20 В макс. возможном на потенциометре


4)Сила тока I₁ = 0,34 при U₀ = 2 В макс. возможном

I₃ = 0,34 при U₀ = 2 В

Экспериментальная проверка принципа взаимности




Цель работы: экспериментальное исследование линейных разветвленных резистивных цепей с использованием методов наложения, эквивалентного источника напряжения и принципа взаимности.

Обработка результатов

1. 
   Проверка таблицы 1 уравнениями Кирхгофа:
   

Рисунок 1

В цепи В, I = 2мА, кОм; кОм.

I = I₂ + I₄ =0,261+ 0,696 = 0,957 1 мА

I = I₁ + I₂ =0,243+ 0,261= 0,504 0,548 мА

U + U - U = 0,453 + 1,6345 - 2,0875 = 0 В

U + U - U = 0,3655+ 1,6345- 2= 0 В

Расчет и замеры совпадают, проверено уравнением Кирхгоффа

2. 
   Проверка таблицы 2 методом наложения:
   

Рисунок 2

Схема с ИН:



По ЗТК и ЗНК:



Найденные значения сходятся.

Схема с ИТ:

По ЗТК и ЗНК:



Найденные значения сходятся.

Все токи из таблицы 1 сходятся с вычисленными токами.

3. 
   Проверка значений методом эквивалентных источников:
   

Рисунок 1

Заменяем 3-й элемент на ХХ:

По ЗТК и ЗНК:





Найденное отношение совпадает с отношением, полученным в протоколе.

4. 
   Проверка значений принципом взаимности:
   

Рисунок 2

Схема «а»:




Схема «б»:

Воспользуемся МКТ (оба контурных тока направлены против часовой стрелки):




Найденное отношение совпадает с отношением, полученным в протоколе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вывод: В результате проделанной лабораторной работы по анализу линейных разветвленных резистивных цепей, все полученные, экспериментально, значения совпали со значениями, полученными в результате расчетов, а именно: в пункте 1 - токи и напряжения на установке совпали с токами найденными уравнениями Кирхгофа; в пункте 2 – при подключении одного источника в цепь все токи были равны токам, вычисленным методом наложения; в пункте 3 и 4 – все отношения токов оказались равными отношениям из расчетов с помощью МЭИНа и принципа взаимности.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Каковы результаты контроля данных в п. 2.2.1?

- Данные, снятые с установки, совпадают со значениями, рассчитанными с помощью системы уравнений Кирхгофа.
2) Изменятся ли токи ветвей, если одновременно изменить полярность источника напряжения (ИН) и направление тока источника тока (ИТ) на противоположные?

- Если поменять полярности ИН и ИТ значения токов по модулю не изменится, изменится лишь направление токов.
3) Чему равно напряжение между узлами C и Dцепи?

- Напряжение между узлами C и Dбудет равно
4) Как изменить напряжение ИН, чтобы ток I₁ в цепи рис. 2.1 стал равен нулю?

- Воспользуемся системой уравнений из первого пункта обработки:


Необходимо, чтобы ток I₁ был равен нулю, поэтому преобразуем первое уравнение, приравняв его к нулю:

Подставим третье уравнение из системы:

5) Почему цепь рис. 2.4, б при U = U_хх реализует схему метода эквивалентного источника напряжения рис. 2.3, а?

- Так как U = U_хх, это единственный источник в цепи и в схеме 2.3, а мы заменяем действие всей цепи на единственный ИН(эквивалентный), то получается, что если преобразовать R₁, R₂ и R₄, то получается сопротивление R₀. В итоге в схеме U = U_хх присутствуют 3 элемента (R₀, R₃и U = U_хх), как и в схеме 2.3, а.
6) Чему будет равен ток I₁, если ИН U поместить в ветвь 4, а ИТ отключить?

- Переносим ИН в ветвь 4. Получается 2 контура. Воспользуемся МКТ и возьмем оба контурных тока против часовой. В результате вычислений получаем, что

7. 
   Как проконтролировать результаты экспериментов в пп. 2.2.2, 2.2.3 и 2.2.4?
   

- Для контроля результатов в пп. 2.2.2 необходимо, чтобы сумма токов I_k^’ и I_k^’’ была равна соответствующему току из таблицы 1. Для контроля результатов в пп. 2.2.3 и 2.2.4 необходимо, чтобы токи, найденные в данных пунктах, были равны по модулю соответствующим токам из таблицы 1.