ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. Лабораторная работа 1 Исследование последовательного и параллельного соединения сопротивлений Цель работы

• Название: Лабораторная работа 1 Исследование последовательного и параллельного соединения сопротивлений Цель работы
• Дата: 17.01.2022
• Размер: 106.12 Kb.
• Имя файла: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.docx
• Тип: Лабораторная работа; #333398

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«Исследование последовательного и параллельного соединения сопротивлений»

Цель работы: экспериментально проверить методы расчета эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединении исходных сопротивлений, получить навыки работы с электроизмерительными приборами и умения собирать электрические схемы.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ:

Повторить разделы курса ТОЭ в которых рассматривается закон Ома; последовательное и параллельное соединение сопротивлений. [ Л.1. п.п. 2.3-2.4, 2.20; стр. 31-32,53; Л.2. п.п.1.3,1.5, стр.18-21].
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ:

1. 
   Собрали электрическую схему цепи с последовательным соединением сопротивлений (рис.4).
   
2. 
   Определили цену деления приборов, исходя из установленных пределов измерений.
   
3. 
   Установили на магазине сопротивлений заданные величины. (Перед началом работы все ключи на магазинах должны быть замкнуты, т.е. находится в крайнем верхнем положении.)
   
4. 
   Предъявили схему для проверки преподавателю.
   
5. 
   Включить автомат постоянного тока, установить при помощи реостата напряжение 30 вольт по вольтметру.
   
6. 
   Измерили ток в цепи и напряжение на каждом сопротивлении. Результаты занесли в таблицу 1.
   
7. 
   Выключили автомат.
   
8. 
   Собрали электрическую схему цепи с параллельным соединением сопротивлений (рисунок 5).
   
9. 
   Установили на магазине сопротивлений заданные величины.
   
10. 
    Предъявили схему для проверки преподавателю.
    
11. 
    Включили автомат постоянного тока, установили при помощи реостата заданное напряжение по вольтметру.
    
12. 
    Измерили ток в цепи и токи через каждое сопротивление. Результаты занесли в таблицу 2.
    
13. 
    Разобрали схему.
    
14. 
    Произвели необходимые расчеты, баланс мощностей и сделали выводы.
    
15. 
    Ответили на контрольные вопросы в письменном виде.
    

Рисунок 4 – Последовательное соединение сопротивлений
Таблица №1. (Последовательное соединение сопротивлений)

№	Установлено			Измерено							Вычислено
	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	U В	I А	U1 В	U2 В		U3 В	Up В		R1p Ом	R2p Ом	R3p Ом	Rp Ом	P1 Вт	P2 Вт	P3 Вт	Pp Вт
1	85	170	280	30	0,056	4,76	9,52		15,68	30		85	170	280	535	0,27	0,53	0,88	1,68

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ:

Расчетные формулы:

; ; ;
;

;
; ; ;
; ;

Р_ист = Р_потр.



Рисунок 5 – Параллельное соединение сопротивлений
Таблица №2. (Параллельное соединение сопротивлений)

№

Установлено

Измерено

Вычислено

R1

R2

R3

U

I

I1

I2

I3

Ip

g1

g2

g3

g

I1p

I2p

I3p

Ip

Ом

Ом

Ом

В

А

A

A

A

A

См

См

См

См

А

А

А

А

1

85

170

280

30

0,64

0,35

0,18

0,11

0,64

0,012

0,006

0,004

0,022

0,35

0,18

0,11

0,64

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.

Расчетные формулы:

; ; ; ;
; ; ; ;
Р_ист = Р_потр.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. 
   Последовательное или параллельное соединения  в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.
   

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включённых проводников.

2. 
   При последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет равно сумме сопротивлений всех проводников. При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
   
3. 
   Электропрово́дность (электри́ческая проводи́мость, проводимость) — способность тела (среды) проводить электрический ток, свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.
   

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения электрической проводимости является сименс (русское обозначение: См; международное: S), определяемый как 1 См = 1 Ом⁻¹, то есть как электрическая проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.
4.Ток и напряжение при последовательном соединении проводников



В простейшем случае, когда два и более проводников объединены друг с другом в последовательную цепь, ток в каждом проводнике окажется одним и тем же, а напряжение между «выходом» и «входом», то есть на выводах всей цепи, будет равным сумме напряжений на составляющих цепь резисторах. И поскольку закон Ома справедлив для любого из резисторов, то можно записать:



Итак, для последовательного соединения проводников характерны следующие закономерности:

Для нахождения общего сопротивления цепи, сопротивления составляющих цепь проводников складываются;

Ток через цепь равен току через любой из проводников, образующих цепь;

Напряжение на выводах цепи равно сумме напряжений на каждом из проводников, образующих цепь.

Ток и напряжение при параллельном соединении проводников



При параллельном соединении нескольких проводников друг с другом, напряжение на выводах такой цепи — это напряжение на каждом из проводников, составляющих цепь.

Напряжения на всех проводниках равны между собой и равны напряжению приложенному (U). Ток через всю цепь — на «входе» и «выходе» - равен сумме токов в каждой из ветвей цепи, параллельно объединенных и составляющих данную цепь. Зная, что I = U/R, получаем, что:



Итак, для параллельного соединения проводников характерны следующие закономерности:

Для нахождения общего сопротивления цепи — складываются обратные величины сопротивлений составляющих цепь проводников;

Ток через цепь равен сумме токов через каждый из проводников, образующих цепь;

Напряжение на выводах цепи равно напряжению на любом из проводников, образующих цепь.

Определение мощности отдельного резистивного элемента производится по формуле

P = U²/R или P = I²R , которую можно вывести из формулы расчета мощности электрической цепи P = UI по закону Ома.

Мощность при параллельном соединении

Рассчитав сопротивление каждого элемента в отдельности, считаем мощность каждого по формуле P = I²R, где

R – не номинальное сопротивление резистивного элемента, а рассчитанное для данной цепи;

I – сила тока в цепи.

При параллельном соединении через меньший резистор протекает больший ток – мощность рассеивания на этом резистивном элементе будет больше, чем на остальных.При расчете параллельной цепи следует учитывать мощность сопротивления с самым маленьким номиналом.

Мощность при последовательном соединении

Вычислив сопротивление каждого резистивного элемента по отдельности, рассчитываем мощность каждого по формуле P = U²/R, где

R – рассчитанное нами сопротивление для определенной схемы;

U – падение напряжения на данном резистивном элементе.

Полную мощность цепи при последовательном и параллельном соединении можно найти, сложив вычисленные мощности отдельных элементов, входящих в цепь Pобщ = P₁+P₂+P₃+…+Pn.