Файл: Лабораторная работа Исследование линейных резистивных цепей Цель работы.docx

Скачать файл (0,64Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 16

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Лабораторная работа № 1. Исследование линейных резистивных цепей
Цель работы: экспериментальное исследование простых резистивных цепей. В результате выполнения лабораторной работы студенты должны

знать:

закон распределения тока в ветвях электрической цепи;
закон распределения напряжения на участках электрической цепи;
знать эквивалентные преобразования в электрических цепях;

уметь:

составлять уравнения электрического равновесия;
составлять уравнения энергетического баланса;
проводить расчет токов и напряжений в простых цепях постоянного тока;

приобрести навыки:

экспериментальной работы с измерительными приборами, измерения токов, напряжений и сопротивлений.

Теоретическая часть
Простыми резистивными цепями называются цепи, элементы в которых соединены последовательно, параллельно, смешанно. Расчет таких цепей с одним источником энергии проводится с помощью закона Ома.

Последовательное соединение резистивных элементов. При последовательном соединении элементов (рис. 1,а) через элементы протекает один ток, который определяется по закону Ома:

,

где

эквивалентное сопротивление цепи.

При последовательном соединении резистивных элементов эквивалентное сопротивление определяется по формуле

.

Напряжение на элементах

Сумма напряжений на каждом элементе равно приложенному напряжению источника

Последовательное соединение

резистивных элементов можно преобразовать в одно эквивалентное сопротивление

(рис. 1, б), при этом ток

не изменится.

а б

Рисунок 1 – Последовательного соединение резисторов
В основе эквивалентных преобразований лежит принцип эквивалентности, согласно которому напряжения и токи в ветвях схемы не затронутых преобразованием остаются неизменными. Эквивалентные преобразования электрических схем применяются для упрощения схем и расчетов.

Параллельное соединение элементов. При параллельном соединении резистивных элементов (рис. 2, а) напряжение на зажимах всех резистивных элементах будет одинаковое

В каждой ветви цепи протекает различный ток. Сумма всех токов равна входному току:

а б
Рисунок 2 – Параллельное соединение резисторов
Токи в параллельных ветвей

Ток в неразветвленной части цепи:

Эквивалентное сопротивление и эквивалентная проводимость при параллельном соединении резистивных элементов определяются формулами

.
Электрическую цепь из

параллельно соединенных резистивных элементов, можно заменить одним эквивалентным сопротивлением

(рис.2), при этом ток в неразветвленной части остается неизменным.

Смешанное соединение элементов. Смешенное соединение резистивных элементов показано на рисунке 3.

а б

Рисунок 3 – Смешанное соединение резисторов
Ток в неразветвленной части определяется

.

Эквивалентное сопротивление всей цепи

.
Токи в параллельных ветвях определяются формулой разброса токов:

.
В любой электрической цепи выполняется баланс электрической мощности: алгебраическая сумма мощностей, генерируемая источниками энергии, равна суммарной мощности потребляемой потребителями.

Для цепи со смешанным соединением элементов необходимо выполнение баланса электрической мощности:

.
Данная лабораторная работа посвящена исследованию простейших цепей постоянного тока.

Экспериментальная часть
Задание 1. Измерить ток и напряжения в последовательной цепи. Для проведения измерений приведите компьютер в рабочее состояние и откройте программу Electronics Worcbench.

1.1 Согласно варианту задания (таблица 1), на наборном поле соберите схему, изображенную на рисунке 4,а. Подключите цепь к источнику постоянного напряжения и установите напряжение источника питания

а б

Рисунок 4.
1.2. Включите в цепь амперметры и вольтметры и измерьте ток вдоль последовательной цепи и напряжения на зажимах элементов

. Результаты занесите в таблицу 2. Измеряя токи и напряжения на элементах, убедитесь, что ток в любой точке последовательной цепи одинаковый и что, сумма напряжений на элементах равна напряжению, приложенному ко всей цепи.

1.3. С помощью омметра измерьте сопротивление каждого резистора

. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

1.4. С помощью экспериментальных данных рассчитайте мощность каждого резистора

и мощность источника

. Проверьте выполнение условия баланса мощностей.
Таблица 2

, В	, В	,В	, В	, A	Ом	Ом	Ом	, Вт	, Вт	, Вт	Вт

1.5. Рассчитайте ток и напряжения на элементах в схеме с последовательным соединением резисторов (рис.4) и сопоставьте расчетные и экспериментальные значения. Сделайте выводы.

Задание 2. Измерить токи и напряжения в параллельной схеме.

1.1. Соберите схему, изображенную на рисунке 5,а. Подключите цепь к источнику постоянного напряжения и установите напряжение источника