МУ к ЛР Электротехника ИБб. Методические указания по выполнению лабораторных работ для обучающихся по направлению 10. 03. 01 Информационная безопасность, профиль подготовки Комплексная защита объектов информатизации (в сфере техники и технологии). Иркутск. Ирниту, 2018. 40 с
 Скачать 1.05 Mb.
|
Лабораторная работа № 2ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ ОМА И КИРХГОФАЦель работы: Экспериментально подтвердить справедливость законов Ома и Кирхгофа. Научиться составлять уравнения по законам Ома и Кирхгофа. Освоить методику расчета электрических цепей с использованием этих законов. Овладеть методикой построения потенциальной диаграммы. Краткие теоретические сведенияЗаконы Ома и Кирхгофа являются основными законами, используемыми при расчетах электрических цепей. Они позволяют установить соотношения между э.д.с., напряжениями, токами и сопротивлениями в этих цепях. Ток – это направленное движение заряженных частиц, как положительных, так и отрицательных. Количественно величина тока определяется скоростью изменения заряда, переносимого через поперечное сечение проводника  .Закон Ома выражает связь между током, напряжением и сопротивлением. Для участка цепи, представленного на рис. 2.1, согласно закону Ома ток прямо пропорционален напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорционален сопротивлению этого участка  .R i u 1 2 Рис. 2.1 Напряжение, приложенное к точкам 1-2, представляет собой разность потенциалов между этими точками  .Потенциалы точек могут быть определены относительно какой-либо точки цепи измерением с помощью вольтметра или расчетом, если известны значения э.д.с., и сопротивлений, а также величина и направление токов в ветвях. При расчете потенциалов точек необходимо учитывать, что на участке цепи, не содержащем э.д.с., ток течет от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Следовательно, если направление обхода совпадает с направлением тока, то происходит уменьшение потенциала на величину падения напряжения на данном участке цепи, например,  .При обходе против тока происходит увеличение потенциала на величину падения напряжения. Если участок цепи содержит источник э.д.с. (рис. 2.2), то следует учитывать, что при переходе от отрицательного зажима источника э.д.с. к положительному потенциал повышается на величину э.д.с. источника. При переходе в обратном направлении потенциал понижается на величину э.д.с. источника независимо от направления тока, например, R e a b i Рис. 2.2  .Следовательно, закон Ома для данного участка цепи запишется  .Для замкнутой цепи, содержащей один источник э.д.с. (рис. 2.3), ток источника определится законом Ома для полной цепи r0 е u i Rн 1 2 Рис. 2.3  ,где е – э.д.с. источника; r0 – внутреннее сопротивление источника; Rн – общее сопротивление внешней цепи. Если известны ток в цепи и э.д.с. источника, внутреннее сопротивление можно рассчитать, исходя из внешней характеристики источника  .Отсюда  ,где и – напряжение на зажимах источника. Законы Кирхгофа состоят в следующем. Первый закон Кирхгофа относится к узлам электрической цепи и характеризует баланс токов в них. Первый закон Кирхгофа формулируется следующим образом: алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю. При этом токи, направленные к узлу, берутся с одним знаком, например, с плюсом, а токи, направленные от узла с противоположным знаком. Второй закон Кирхгофа относится к контурам электрической цепи и характеризует баланс напряжение в них. Второй закон Кирхгофа формулируется следующим образом: алгебраическая сумма э.д.с., действующих в замкнутом контуре электрической цепи, равна алгебраической сумме падений напряжения на элементах этого контура. При этом следует учитывать, что при совпадении направления обхода контура с направлением э.д.с. источника э.д.с. берется со знаком плюс, в противном случае – со знаком минус. Если направление обхода контура совпадает с направлением тока в элементе, то падение напряжения берется со знаком плюс, в противном случае – со знаком минус. |