Лабораторная_электротехника. Лабораторная работа01_задание. Лабораторная работа 1 Цепи постоянного тока Цель работы исследование законов протекания тока в цепях с одним источником постоянного тока

• Название: Лабораторная работа 1 Цепи постоянного тока Цель работы исследование законов протекания тока в цепях с одним источником постоянного тока
• Анкор: Лабораторная_электротехника
• Дата: 08.01.2022
• Размер: 319.49 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа01_задание.docx
• Тип: Лабораторная работа; #326006

Лабораторная работа №1

Цепи постоянного тока
Цель работы: исследование законов протекания тока в цепях с одним источником постоянного тока
Основные теоретические положения

Электрическая цепь - это замкнутый путь для тока, состоящий

из источников электрической энергии, приемников электрической

энергии, соединительных проводов, коммутационных устройств, измерительных приборов.

Для расчета неразветвленных электрических цепей применяется закон Ома. Закон Ома для электрической цепи, содержащей источник ЭДС (рис. 1.1): ток прямо пропорционален ЭДС источника и обратно пропорционален суммарному сопротивлению всей цепи:



Рис. 1.1


Закон Ома для участка цепи:



Для расчета разветвленных цепей применяют два закона Кирхгофа.В соответствии с первым законом Кирхгофа алгебраическая сумма токов в точке разветвления электрической цепи равна нулю (рис. 1.2):



Рис.1.2

По второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре равна алгебраической сумме напряжений и падений напряжения в этом контуре электрической цепи (рис. 1.3).



Рис. 1.3

При последовательном соединении по всем элементам электрической цепи протекает один и тот же ток (рис. 1.4).



Рис. 1.4

При параллельном соединении элементы находятся под одним и тем же напряжением, как показано на рис 1.5:



Рис. 1.5

При смешанном соединении потребителей электрической энергии, одна часть потребителей соединена параллельно, а другая - последовательно.

Задание на выполнение работы

1. 
   Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь постоянного тока (рис. 1.6) при разомкнутом ключе.
   

Рис. 1.6

2. 
   Задать параметры элементов цепи согласно варианту (табл. 1.1).
   

3. 
   Записать в таблицу 1.2 показания приборов.
   

4. 
   Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 1.2. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.
   

Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:

4.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:



4.2 Определить ток в неразветвленной части цепи



4.3 Определить напряжения U_R1 и U_R2. Напряжения U_R1 и U_R2

равны, так как элементы R₁ и R₂ включены параллельно.



4.4 Определить напряжения U_R3 и U_R4: U_R3 = 0, так как в ветви с сопротивлением R₃ обрыв.

U_R4 = IR₄.

4.5 Определить токи в ветвях схемы:



I_R3 = 0, так как в ветви с сопротивлением R₃ обрыв;

6. 
   Проверить выполнение законов Кирхгофа:
   

Первый закон Кирхгофа: I = I_R1+ I_R2 = I_R4,

Второй закон Кирхгофа: Е = U_R1 + U_R4 = U_R2 + U_R4

6. 
   Записать уравнение баланса мощностей.
   
1. 
   Замкнуть ключ, подключив в схему резистор R₃. Записать в таблицу 1.2 показания приборов.
   
2. 
   Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 2 при замкнутом ключе. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.
   

Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:

6.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:



6.2 Определить ток в неразветвленной части цепи:

3. 
   Определить напряжения U_R1 и U_R2. Напряжения U_R1 и U_R2 равны, так как элементы R₁ и R₂ включены параллельно.
   

3. 
   Определить напряжения U_R3 и U_R4. Напряжения U_R3 и U_R4 равны, так как элементы R₃ и R₄ включены параллельно.
   

3. 
   Определить токи в ветвях схемы:
   

3. 
   Проверить выполнение законов Кирхгофа:
   

Первый закон Кирхгофа: I = I_R1+ I_R2 = I_R3 + I_R4,

Второй закон Кирхгофа: Е = U_R1 + U_R3 = U_R2 + U_R4.

6.7 Записать уравнение баланса мощностей.

7. Заменить источник ЭДС на схеме источником тока (рис. 1.7). Снять показания приборов при разомкнутом и замкнутом ключе. Занести данные в таблицу 1.3. Рассчитать схему при разомкнутом и замкнутом ключе, используя закон Ома. Проверить выполнение законов Кирхгофа. Записать уравнение баланса мощностей.



Рис. 1.7

Контрольные вопросы

1. Написать формулы для расчета сопротивления цепи постоянного тока при последовательном и параллельном соединении сопротивлений.

2. Сформулировать закон Ома для участка цепи и для замкнутого контура.

3. Сформулировать первый и второй законы Кирхгофа, объяснить правила знаков.

4. Дать определение источника ЭДС и источника тока.

5. Дать определение мощности электрической цепи. Сформулировать уравнение баланса мощностей.