Главная страница
Навигация по странице:

  • «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

  • Основные теоретические положения.


  • Протокол измерений «

  • Обработка результатов

    		•

    10 лаба по физике 2 сем. Лаба 10. Передача мощности в цепи постоянного тока


    Скачать 300.71 Kb.
    НазваниеПередача мощности в цепи постоянного тока
    Анкор10 лаба по физике 2 сем
    Дата09.03.2022
    Размер300.71 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛаба 10.docx
    ТипОтчет
    #387455

    МИНОБРНАУКИ РОССИИ

    Санкт-Петербургский государственный

    электротехнический университет

    «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

    Кафедра Физики


    отчет

    по лабораторной работе №10

    по дисциплине «Физика»

    Тема: Передача мощности в цепи постоянного тока


    Студентка гр.







    Преподаватель



    Козлов М. Г.



    Санкт-Петербург

    2021

    Цель работы.

    Экспериментальное исследование зависимости полезной мощности, полной мощности и коэффициента полезного действия (КПД) источника от отношения сопротивлений нагрузки и источника.

    Основные теоретические положения.


    Рисунок 1 – схема установки
    С хема установки

    – переключатель

    и – источники с различными ЭДС и внутренними сопротивлениями

    – нагрузка

    – сила тока, которую измеряет амперметр

    – напряжение на нагрузке, измеряемое вольтметром. См. рис. 1.
    Приборы и принадлежности

    Стенд для сборки измерительной цепи; два источника с различными ЭДС; миллиамперметр и вольтметр; переменный резистор.
    Методика измерений

    Источник ЭДС с внутренним сопротивлением , нагруженный на внешнее сопротивление , создает в цепи ток: .

    Полная мощность , развиваемая источником, делится между нагрузкой и источником следующим образом: , , где – мощность, выделяющаяся в нагрузке (полезная); - мощность, выделяющаяся на внутреннем сопротивлении источника; и – падения напряжения на нагрзуке и на внутреннем сопротивлении источника соответственно; – КПД источника.

    С увеличением внутреннего сопротивления от нуля (короткое замыкание) до бесконечности (разомкнутая цепь) напряжение возрастает от нуля до значения, равного ЭДС, а ток в цепи уменьшается от при коротком замыкании до нуля при разомкнутой цепи.

    Мощность равна нулю как при коротком замыкании, так и при разомкнутой цепи. Максимальная полезная мощность достигается, когда = , при так называемом согласовании сопротивлений источника и нагрузки. В этом случае

    Полная мощность с увеличением сопротивления нагрузки уменьшается и в режиме согласования составляет т.е. половину мощности, развиваемой источником в режиме короткого замыкания: .

    Напряжение в режиме согласования равно половине ЭДС . КПД источника равен нулю при коротком замыкании и единице при разомкнутой цепи; в согласованном режиме

    Протокол измерений

    «Передача мощности в цепи постоянного тока»

    Выполнила студентка гр.

    ЭДС источника , В
    ЭДС источника , В

    4,2
    4,8



    Для источника :

    , А *10-3
    3,134
    3,384
    4,027
    4,97
    5,63
    6,491
    7,664
    9,354
    10,017
    8,103
    6,03
    12

    , В
    3,119
    3,032
    2,811
    2,485
    2,258
    1,96
    1,558
    0,973
    0,744
    1,404
    2,12
    0,006

    , Ом
    995
    896
    698
    500
    401
    302
    203
    104
    74,3
    173,3
    351,5
    5



    Для источника :

    , А *10-3
    4,113
    4,759
    5,164
    5,921
    6,306
    6,937
    7,472
    8,096
    8,833
    9,528
    10,34
    11,305

    , В
    4,051
    3,934
    3,86
    3,722
    3,652
    3,537
    3,44
    3,327
    3,192
    3,066
    2,918
    2,743

    , Ом
    985
    827
    747,5
    628,7
    579,2
    509,9
    460,4
    410,9
    361,4
    321,8
    282,2
    242,6

    , А *10-3
    12,468
    13,897
    15,697
    17,385
    19,481
    21,183
    23,211
    25,668












    , В
    2,531
    2,271
    1,943
    1,636
    1,255
    0,945
    0,576
    0,128












    , Ом
    203
    163,4
    123,8
    94,1
    64,4
    44,6
    24,8
    5














    Обработка результатов


    1. Равны между собой
      Вычислим для каждой пары значений тока и напряжения значения , е, , для обоих источников.






    , где








    Тогда для источника получаем:

    = 4,2 3,134 = 13,16 (мВт)

    = 4,2 3,384= 14,21 (мВт)

    = 4,2 4,027 = 16,91 (мВт)

    и т.д.




    = 9,77 (мВт)

    = 10,26 (мВт)

    = 11,32 (мВт)

    и т.д.






    и т.д.




    , где , а

    уже изменение

    Для первого источника = 345 Ом. Тогда получаем:

    2,88

    2,6

    2,02

    и т.д.


    Значит для источника имеем:

    , мВт
    13,16
    14,21
    16,91
    20,87
    23,65
    27,26
    32,19
    39,29
    42,07
    34,03
    25,33
    50,4

    , мВт
    9,77
    10,26
    11,32
    12,35
    12,71
    12,72
    11,94
    9,1
    7,45
    11,38
    12,78
    0,72



    0,74
    0,72
    0,67
    0,59
    0,54
    0,47
    0,37
    0,23
    0,18
    0,33
    0,5
    0,01



    2,88
    2,6
    2,02
    1,45
    1,16
    0,88
    0,59
    0,3
    0,22
    0,5
    1,02
    0,01



    Для источника :

    = 4,8 4,114 = 19,75 (мВт)

    = 4,8 4,759 = 22,84 (мВт)

    = 4,8 5,164 = 24,79 (мВт)

    и т.д.



    = 16,67 (мВт)

    = 18,72 (мВт)

    = 19,93 (мВт)

    и т.д.






    и т.д.

    Для второго источника = 182 Ом. Тогда получаем:

    5,41

    4,54

    4,11

    и т.д.

    Значит для источника имеем:

    , мВт
    19,75
    22,84
    24,79
    28,42
    30,27
    33,3
    35,87
    38,86
    42,4
    45,73
    49,63
    54,26

    , мВт
    16,67
    18,72
    19,93
    22,04
    23,03
    24,54
    25,7
    26,94
    28,19
    29,21
    30,17
    31,01



    0,84
    0,82
    0,8
    0,78
    0,76
    0,74
    0,72
    0,69
    0,67
    0,64
    0,61
    0,57



    5,41
    4,54
    4,11
    3,45
    3,18
    2,8
    2,53
    2,26
    1,99
    1,77
    1,55
    1,33

    , мВт
    59,85
    66,71
    75,35
    83,45
    93,51
    101,68
    111,41
    123,21












    , мВт
    31,56
    31,56
    30,50
    28,44
    24,45
    20,02
    13,37
    3,29














    0,53
    0,47
    0,4
    0,34
    0,26
    0,20
    0,12
    0,03














    1,12
    0,9
    0,68
    0,52
    0,35
    0,25
    0,14
    0,03













    1. По полученным данным определим для каждого источника , и внутреннее сопротивление .





    По з. Ома , отсюда

    Тогда для : 0,13 (Вт)

    0,051 (Вт)

    345 (Ом)

    Тогда для : 0,032 (Вт)

    0,13 (Вт)

    182 (Ом)
    Вывод: в ходе лабораторной работы были проведены исследования зависимостей полезной мощности, полной мощности и коэффициента полезного действия (КПД) источника от отношения сопротивлений нагрузки и источника. Теоретическое положение о том, что достигается при подтвердилось на практике (см.графики)

    написать администратору сайта