Программа работы Последовательное соединение элементов. 2ой закон Кирхгофа
 Скачать 69.09 Kb.
|
|
Последовательное, параллельное и смешанное соединения элементов на постоянном токе Цель работы – изучение способов включения элементов электрических цепей, экспериментальная проверка законов Кирхгофа на постоянном токе. Программа работыПоследовательное соединение элементов. 2-ой закон Кирхгофа. Параллельное соединение элементов. 1-ый закон Кирхгофа. Общие положения В электрической схеме соединения элементов образуют ветви, узлы, контуры. Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами, по которым протекает один и тот же ток. Узел - место соединения 3-х или большего числа ветвей. Контур - любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям в электрической схеме. Ветви, присоединенные к одной паре узлов, называются параллельными. Законы электрических цепей 1. Первый закон Кирхгофа - закон баланса токов в узле: «Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна 0:  = 0.Электрический заряд в узле не накапливается». 2. Второй закон Кирхгофа: «Алгебраическая сумма ЭДС источников питания в любом контуре равна алгебраической сумме падений напряжения на пассивных элементах этого контура».  .Режим постоянного тока При постоянном токе в электрической цепи отсутствует явление самоиндукции, и напряжение на катушке индуктивности определяется только величиной падения напряжения на активном сопротивлении. Если рассматривать конденсатор как идеальную емкость, то в цепи постоянного тока эта ветвь равносильна разомкнутой. Постоянный ток через ёмкость не проходит. Таким образом, в цепи постоянного тока остаются только источники ЭДС или тока - активные элементы и приёмники, резисторы - пассивные элементы. Простыми цепями постоянного тока называются цепи с одним источником при последовательном, параллельном и смешанном соединениях приемников. Последовательное соединение приемников  Рис. 2. Последовательное соединение приемников E = IR1 + IR2 + + IRn = I( R1 + R2 + + Rn) = I Rэкв Rэкв= Ri - при последовательном соединении сопротивления складываются (рис.2). Параллельное соединение приемников  Рис. 3. Параллельное соединение приемников При параллельном соединении приемников напряжение на всех приемниках одинаково (рис.3). По закону Ома, токи в каждой ветви  ,  , ... ,  .По первому закону Кирхгофа, общий ток    При параллельном соединении суммируются проводимости. Смешанное соединение - комбинация последовательного и параллельного (рис.4).  Рис. 4. Этапы свертывания схемы смешанного соединения приемников  ;  .Порядок выполнения работы1. Рассчитать ток, напряжения и мощности на отдельных элементах цепи по заданным сопротивлениям (рис.5). Результаты расчетов занести в табл. 4.  R1 R2  A1 +   Е -  V1  V0 Рис.5. Последовательное соединение приемников Таблица 4
Расчётные формулы:  ;  ;  ; ;  ;  ;  .2. Собрать схему с последовательно соединёнными активными сопротивлениями (рис.5). Измерить ток, напряжения и мощности на отдельных элементах, напряжение источника питания. Результаты измерений занести в табл. 4. 3. Сравнить результаты расчётов и показаний приборов. Определить погрешности измерений. Абсолютная погрешность: Прасч - Пизмер (П - параметр). Относительная погрешность: (Прасч - Пизмер)*100 / Прасч. 4. Рассчитать токи, напряжения и мощности на отдельных элементах в цепи (рис.6). Результаты расчётов занести в табл. 5.  ;  ;  ;  ;  .5. Собрать схему с параллельно соединенными активными сопротивлениями (рис.6), измерить ток, напряжения и мощности на отдельных элементах, напряжение источника питания. Результаты измерений занести в табл. 5. Таблица 5
6. Сравнить результаты расчетов и показаний приборов. Вычислить погрешности. 7. Рассчитать токи, напряжения, мощности и сопротивления R23, Rобщ в схеме со смешанным соединением элементов (рис.7). 8. Собрать схему со смешанным соединением элементов (рис.7), измерить токи, напряжения, мощности и сопротивления с помощью компьютера. Результаты расчётов и измерений внести в табл. 6. Определить погрешности.  Расчётные формулы:  ;  ;  ;  ; ;  ;  ;  ; ; ;  .Таблица 6
Проверить 1-ый закон Кирхгофа: I1 = I2 + I3 Проверить 2-ой закон Кирхгофа: E = U1 + U2 Контрольные вопросы 1. Какими приборами измеряются ток, напряжение, мощность? 2. При каком соединении элементов суммируются сопротивления? 3. Изменяется ли величина тока в элементах при их последовательном соединении? 4. При каком соединении элементов суммируются проводимости? 5. Отличается ли величина напряжения на элементах при их параллельном соединении? |