лаб 1. Электротехника и электроника_лаб работа 1. Закон Ома для участка цепи. Метод свертывания. Понятие об активном двухполюснике Цель работы исследовать распределения токов, напряжений и мощностей при различных способах соединения пассивных элементов. Задача

• Название: Закон Ома для участка цепи. Метод свертывания. Понятие об активном двухполюснике Цель работы исследовать распределения токов, напряжений и мощностей при различных способах соединения пассивных элементов. Задача
• Анкор: лаб 1
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 1.85 Mb.
• Имя файла: Электротехника и электроника_лаб работа 1.docx
• Тип: Закон; #1151259

Лекция 1.2. Закон Ома для участка цепи. Метод свертывания. Понятие об активном двухполюснике

Цель работы – исследовать распределения токов, напряжений и мощностей при различных способах соединения пассивных элементов.

Задача – проверить закон Ома для последовательного, параллельного и смешанного соединений сопротивлений.

Оборудование: Проведение испытаний осуществляется дистанционно на лабораторном стенде, состоящем из вертикальной и горизонтальной панелей.

Вертикальная панель содержит элементы схем и разделена на 3 зоны: с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов цепи. На горизонтальной панели находится 3 источника питания (от 0 до 220 В) постоянного тока.

Регулировка напряжения осуществляется при помощи поворотного регулятора (ЛАТР). Также присутствуют элементы управления, регулирующие сопротивление.



Рис. 1. Внешний вид лабораторного стенда

Последовательное соединение. Опыт 1



Рис. 2. Схема цепи с последовательным соединением элементов

Ход выполнения работы:

1. 
   Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА установила в крайнее левое положение, при котором U = 0В.
   
2. 
   Нажала на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.
   
3. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввела.
   
4. 
   Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №1.
   
5. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 60В. Потенциометр R1 останется в том же положении. Данные занесла в таблицу №1.
   
6. 
   При том же напряжении источника питания выставила на половину потенциометр R1 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №1.
   
7. 
   Произвела расчёт полученных данных, указанных в таблице №1.
   

Таблица 1

Экспериментальные и расчётные данные последовательного соединения элементов

№	Измерено				Вычислено
	U, B	U1, B	U2, B	I, A	R1, Ом	R2, Ом	RЭ, Ом	P1, Вт	P2, Вт	PЭ, Вт
1	40	10	5	0,1	100	50	150	1	0,5	1,5
2	60	15	10	0,2	75	50	125	3	2	5
3	60	10	20	0,3	33,3	66,7	100	3	6	9

Параллельное соединение. Опыт 2



Рис. 3. Схема цепи с параллельным соединением элементов
Ход выполнения работы:

1. 
   Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установила в нулевое положение, U = 0В.
   
2. 
   Нажала на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.
   
3. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввёла. Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №2.
   
4. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 60В. Потенциометр R1 останется в том же положении. Данные занесла в таблицу №2.
   
5. 
   При том же напряжении источника питания вывела полностью потенциометр R1 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №2.
   
6. 
   Произвёла расчёт полученных данных, указанных в таблице.
   

Таблица 2

Экспериментальные и расчётные данные параллельного соединения элементов

№	Измерено					Вычислено
	U, B	I, A	I1, A	I2, A	R1, Ом		R2, Ом	RЭ, Ом	P1, Вт	P2, Вт	PЭ, Вт
1	40	0,6	0,2	0,3	267		200	114	32	36	68
2	60	1	0,3	0,5	260		180	106	78	90	168
3	60	5	2	0,5	42		132	32	470	380	850

Смешанное соединение. Опыт 3



Рис. 4. Схема цепи со смешанным соединением элементов
Ход выполнения работы:

1. 
   Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установила в нулевое положение, U = 0В.
   
2. 
   Нажала на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.
   
3. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 70В. Потенциометр R2 полностью ввёла.
   
4. 
   Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №3.
   
5. 
   Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 90В. Потенциометр R2 останется в том же положении. Данные занесла в таблицу №3.
   
6. 
   При том же напряжении источника питания вывела полностью потенциометр R2 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №3.
   
7. 
   Произвёла расчёт полученных данных, указанных в таблице.
   

Таблица 3

Экспериментальные и расчётные данные смешанного соединения элементов

№	Измерено						Вычислено
	U, B	U1, B	U23, B	I1, A	I2, A	I3, A	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	P1, Вт	P2, Вт	P3, Вт	P, Вт
1	70	50	10	0,4	0,1	0,3	125	100	33,3	24	6	18	48
2	90	60	15	0,6	0,2	0,4	100	75	37,5	45	15	30	90
3	90	85	0	1	0	0	85	0	0	85	0	0	85

Выводы: В результате выполнения данной лабораторной работы сделала следующие выводы:

1. 
   при последовательном соединении через резисторы ток, практически не изменяя своей величины, течет через все элементы; мощность тока возрастает с увеличением напряжения в сети или уменьшением сопротивления;
   
2. 
   при параллельном включении резисторов ток в цепи разветвляется по отдельным ветвям, протекая через каждый элемент – по закону Ома величина тока обратно пропорциональна сопротивлению, напряжение на всех элементах одинаковое.
   
3. 
   смешанная схема делится на фрагменты, ток и напряжение рассчитывается для каждого отдельно в зависимости от того, как они соединены на выбранном сегменте электрической схемы.
   

Ответы на контрольные вопросы:

1. 
   Формулировка законов Кирхгофа.
   

Первый закон Кирхгофа: Сколько токов втекает в узел, столько же и вытекает. Это свидетельствует о непрерывности тока для электрической цепи.

Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.

2. 
   Как изменится ток , если параллельно резисторам и включить ещё один резистор?
   

Сила тока увеличится, так как сопротивление снизится т.е добавление резистора в параллель уменьшает сопротивление этого участка, а значит уменьшает и общее сопротивление цепи, а значит увеличивает общий ток.

3. 
   Как распределяются токи в приемниках, соединенных параллельно?
   

Токи в цепи, состоящей из параллельно соединенных приемников, распределяются между ними прямо пропорционально их проводимостям, то есть обратно пропорционально их сопротивлениям.