Основные теоретические положения
5.2.1. Расчет и анализ любых электрических цепей может быть произведен с помощью закона Ома и законов Кирхгофа. В соответствии с законом Ома для участка цепи, не содержащего источник Э.Д.С., ток в ней прямо пропорционален напряжению U на этом участке и обратно пропорционален его сопротивлению R:
(5.1)
Ток в полной цепи, содержащей источник Э.Д.С. E , определяется законом Ома для полной цепи:
, (5.2)
где r - внутреннее сопротивление источника.
На практике применяются различные виды соединений элементов электрической цепи. Соединение элементов, при котором через них проходит один и тот же ток, называется последовательным (рисунок 5.1.1.):
Рисунок 5.1.1. Последовательное соединение элементов
Для такой цепи токи отдельных участков имеют одинаковое значение:
(5.3)
Напряжение всей цепи равно сумме напряжений на всех участках:
(5.4.)
где эквивалентное сопротивление всей цепи:
(5.5)
Соединение элементов, при котором соединены между собой их начала и концы, и напряжение на них одно и то же, называется параллельным:
Рисунок 5.1.2. Параллельное соединение элементов
Для такой цепи напряжения на всех элементах имеют одинаковое значение:
|
|
|
(5.6)
Ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в ветвях:
(5.7)
где
(5.8)
или эквивалентная проводимость цепи:
(5.9)
Соединение, при котором на одних участках цепи элементы соединены последовательно, а на других параллельно, называется смешанным. При расчете таких цепей используются соотношения как для последовательных, так и для параллельных соединений.
Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю:
(5.10)
Согласно второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма Э.Д.С. источников в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на участках этого контура:
(5.11)
Техническое обеспечение работы
5.3.1. Источник питания 127 В;
5.3.2. Лабораторный автотрансформатор ЛАТР;
5.3.3. Выпрямитель;
5.3.4. Амперметры А;
5.3.5. Вольтметры V;
5.3.6. Ваттметр W;
5.3.7. Резисторы R3, R4, R5.
Порядок выполнения работы
5.1.4.1. Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения работы, и записать их технические характеристики в таблицу 5.1.1.
|
|
|
Таблица 5.1.1 Технические характеристики приборов
| Наименование прибора | Обозначение на схеме | Система | Предел измерения | Класс точности | Цена деления |
5.1.4.2 Определить сопротивления резисторов косвенным способом. Для этого собрать базовую часть схемы, состоящую из источника питания, ЛАТРа, выпрямителя (рисунок 5.1.3.).
Рисунок 5.1.3. Базовая часть схемы исследования цепи
5.1.4.3. Подключить поочередно к зажимам аb резисторы R3, R4, R5, подавая напряжение питания в пределах от 10 до 30 В и измеряя при этом ток в цепи. Данные измерений занести в таблицу 5.1.2.
Таблица 5.1.2
| Измерено | Вычислено | |
| U, B | I, A | R, Oм |
5.1.4.4. Провести исследование электрической цепи с последовательным соединением элементов.
Рисунок 5.1.4. Исследуемая схема с последовательным соединением элементов
| |
Таблица 5.1.3
| Задано
| Измерено | Вычислено | ||||||||||
| U, B | I, A
| U3, B | U4, B | U5, B | R3, Oм | R 4, Ом | R 5, Ом | |||||
5.1.4.5. Провести исследование цепи с параллельным соединением элементов.
Для этого установить напряжение на входе цепи в пределах от 10 до 30 В и произвести измерение токов во всех ветвях. Данные измерений занести в таблицу 5.1.4.
Рисунок 5.1.5. Исследуемая схема с параллельным соединением элементов
Таблица 5.1.4
| Задано | Измерено | Вычислено | |||||
| U, B | I, A | I3, A | I4, A | I5, A | R3, Ом | R4, Ом | R5, Ом |
5.1.4.6. Провести исследование цепи со смешанным соединением элементов (рисунок 5.1.6).
Рисунок 5.1.6. Исследуемая схема со смешанным соединением элементов
Для этого установить напряжение на входе цепи в пределах от 10 до 30 В и произвести измерение токов и напряжений. Данные измерений занести в таблицу 5.1.5.
Таблица 5.1.5
| Задано | Измерено | Вычислено
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||||||