(901) Электрические цепи постоянного тока. Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпот. 001 Рбэ (901) 2006

• Название: Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпот. 001 Рбэ (901) 2006
• Анкор: (901) Электрические цепи постоянного тока.doc
• Дата: 10.03.2017
• Размер: 3.82 Mb.
• Имя файла: (901) Электрические цепи постоянного тока.doc
• Тип: Руководство; #3611
• страница: 14 из 16

6. Последовательное соединение источников напряжения (ЭДС)

6.1. Общие сведения

Последовательное соединение (рис. 6.1) источников напряжения (ЭДС) дает большее по величине общее напряжение (ЭДС):
E = E₁ + E₂.

Рис. 6.1
Необходимым условием является, чтобы полюса источников были соединены корректно - положительный полюс одного источника с отрицательным полюсом следующего (согласное включение).

Если полюса источников соединены противоположным образом (встречное включение), общее напряжение цепи определяется как разность напряжений (ЭДС) источников:
E = E₁  E₂.
Внутренние сопротивления последовательно соединенных источников суммируются в общее внутреннее сопротивление
R_ВН = R_ВН1 + R_ВН2.
Когда цепь с последовательно соединенными источниками напряжения нагружена на резистор R_Н, возникает ток , зависящий от общего напряжения, сопротивления нагрузки и суммы внутренних сопротивлений отдельных источников:

I_Н = E / ( R_Н + R_ВН1 + R_ВН2 ).

6.2. Экспериментальная часть

Задание
Соедините два источника напряжения последовательно сначала противоположными, а затем одинаковыми полюсами. Измерьте общее напряжение E в обоих случаях.
Порядок выполнения эксперимента

• 
  Соберите цепь с последовательным соединением источников напряжения согласно схеме (рис. 6.2), используя в качестве одного из источников нерегулируемый источник 15 В, в качестве другого – регулируемый, установив на нем напряжение 5…10 В.
  

Рис. 6.2

• 
  Измерьте и запишите ЭДС каждого источника и общее напряжение
  

Е₁ = В; Е₂ = В; U_СОГЛ = В.

• 
  Затем поменяйте полярность одного из источников (поменяв местами его полюса) и снова измерьте напряжение.
  

U_ВСТР = В.

• 
  Убедитесь ,что
  

U_СОГЛ = E1 + E2; U_ВСТР = E1 – E2.

7. Параллельное соединение источников напряжения (ЭДС)

7.1. Общие сведения

I₀

Рис. 7.1
Параллельным соединением (рис. 7.1) нескольких источников напряжения (ЭДС) одинаковой величины обеспечивается более высокий ток нагрузки I_Н.

Соединять нужно одноименные полюса источников. Если ЭДС источников различны, то в них возникает уравнительный ток I_0. Он зависит от разности напряжений и соответствующих внутренних сопротивлений:


Ток общей нагрузки I_Н зависит от сопротивления нагрузки R_Н, эквивалентной ЭДС и эквивалентного внутреннего сопротивления, также как и в одиночном источнике:


При параллельном соединении двух источников эквивалентное внутреннее сопротивление и ЭДС равны:

;
,
где G_ВН = 1 / R_ВН1, G_ВН2 = 1 / R_ВН2 – внутренние проводимости.

7.2. Экспериментальная часть

Задание
Соедините два источника напряжения параллельно и выполните следующие измерения при одинаковых и неодинаковых ЭДС источников, при работе холостом ходу и под нагрузкой.

• 
  Измеряемые величины при холостом ходе: уравнительный ток I₀, и выходное напряжение U₁₂ (ЭДС).
  

• 
  Измеряемые величины при работе под нагрузкой: токи ветвей с источниками I₁ и I₂, ток нагрузки I_Н, и выходное напряжение U₁₂.
  

Проверьте величину всех измеренных параметров расчетом.
Порядок выполнения эксперимента

• 
  Измерьте точное значение ЭДС нерегулируемого источника напряжения 15 В и установите точно такое же значение напряжения на регулируемом источнике. Запишите значение Е₁ = Е₂ = … в табл. 7.1.
  
• 
  Соберите цепь с параллельным соединением источников напряжения согласно схеме (рис. 7.2), используя в качестве Е₁ нерегулируемый источник напряжения, а в качестве Е₂ – регулируемый.
  

Рис. 7.2

• 
  Сделайте все измерения при одинаковых ЭДС и запишите результаты в табл. 7.1.
  
• 
  Установите ЭДС E₂ = 12 В, выполните измерения при неодинаковых ЭДС источников и запишите результаты в табл. 7.1.
  
• 
  По известным параметрам: E₁, E₂, R_ВН1, R_ВН2, R_Н рассчитайте эквивалентную ЭДС, уравнительный ток I₀, ток I_Н и напряжение U₁₂ на нагрузке, токи источников I₁ и I₂. Сравните результаты расчета и эксперимента.
  

Таблица 7.1

Опыт	Измеряемая или расчетная величина	Измерено	Рассчитано	Погрешность, %
Холостой ход Е1 = Е2 = …….В	EЭ, В I0, мА
Нагрузка RH =100 Ом Е1 = Е2 = ……..В	U12, В IН, мА I1, мА I2, мА
Холостой ход Е1 = ………….В Е2 = ………….В	EЭ, В I0, мА
Нагрузка RH =100 Ом Е1 = ………….В Е2 = ………….В	U12, В IН, мА I1, мА I2, мА

ПРИМЕЧАНИЕ: Токи I₁ и I₂, можно определить из уравнений 2-го закона Кирхгофа:
R_ВН1 I₁ + U₁₂ = Е_1,

R_ВН2 I₂ + U₁₂ = Е_2.