Федеральное агентство связи

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и

информатики»

(СибГУТИ)

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи,

профиль Защищённые сети связи

(дистанционная форма обучения)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Законы Ома и Кирхгофа в резистивных цепях

по дисциплине «Основы теории цепей»


Вариант 4
Выполнила:

студент ФАЭС,

гр. ЗБТ-22 

П.Д. Чмаркова

«__»_________ 2023 г.


Новосибирск 2023

1. 
   Цель работы:
   

Изучение и экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа в разветвленной электрической цепи, содержащей источник и резистивные элементы.

2. 
   Подготовка к выполнению работы:
   

При подготовке к работе необходимо изучить: законы Ома для пассивного участка цепи, участка цепи с активными (источники) и пассивными (нагрузки) элементами; первый закон Кирхгофа – для узла цепи; второй закон Кирхгофа – для замкнутого контура цепи (глава 1 электронного учебника).

3. 
   Теоретическое исследование
   

Исследовать схему, приведенную на рис. 1.1.



Рисунок 1.1

1. 
   Обозначить в схеме все токи в ветвях и их направления
   

(в схеме с одним источником направления токов в ветвях определяются направлением источника).
3.2. Задать значение э.д.с. источника Е₁=10 В.

Задать значения сопротивлений резисторов:

R₁ = 100 + N*10 = 100+ 4*10 = 140 Ом, где N – номер варианта(последняя цифра пароля);

R₂=R₃=R₄=R₅=R₆=100 Ом.

3.3. Определить (рассчитать) показания всех измерительных

---

приборов – вольтметров и амперметров, используя для расчета закон Ома (метод свертывания).
В исходной схеме (рис. 1.1) заменим параллельные R₄ и R₅,R₆ эквивалентным сопротивлением (рис. 1.2).

Рисунок 1.2
R₄₅₆ = = = 66,667 Ом.

В схеме (рис. 1.2) заменим параллельные R₂ и R₃, R₄₅₆ эквивалентным сопротивлением (рис. 1.3).

Рисунок 1.3
R₂₃₄₅₆ = = = 62,5 Ом.

.
Определяем ток I₁ по закону Ома:
I₁ = = = 0,049A.

.

Напряжение на R₂₃₄₅₆:
U₂₃₄₅₆ = I₁ * R₂₃₄₅₆ = 0,049 * 62,5 = 3,063 B.
.

В схеме рис. 1.2 определяем токи I₂ и I₃:

I₂ = = = 0,03 A;

I₃ = = =0,019 A;

Напряжение на R₄₅₆:
U₄₅₆ = I₃ * R₄₅₆ = 0,019 *66,667=1,2 В

В схеме рис. 1.1 определяем оставшиеся токи I₄ иI₅:
I₄ = = = 0,012 A;

I₅ = = =0,006 A;

Напряжение на R₁ и R₄:
U₁= I₁*R₁ = 0,049 * 140 = 6,9 В

U₄= I₄*R₄ = 0,012 * 100 = 1,2 В

Показания вольтметров и амперметров:
A=I₂ = 0,031 А;

V₁ = U₁ = 6,9

---

В;

V₄ = U₄ = 1,2 В.

4. 
   На схеме, в качестве примера, подключены только два вольтметра - для измерения напряжения на сопротивлениях R1и R4 (обратите внимание, что вольтметры подключаются параллельно элементам). Нужно добавить в схему вольтметры для измерения э.д.с. Е₁ и напряжений на всех резистивных элементах. Показания (расчетные значения) вольтметров записать в таблицу 1.1.
   

Добавим в схему вольтметры (рис. 1.4).

Рисунок 1.4
Показания вольтметров:
V_E1 = E₁ = 10 В;

V₂ = I₂ * R₂ = 0,03*100 = 3,1 В;

V₃ = I₃ * R₃ = 0,019 *100 = 1,9 В;

V₅ = I₅ * R₅ = 0,006 *100 = 0,6 В;

V₆ = I₆ * R₆ = 0,006 *100 = 0,6 В;
Таблица 1.1

	Е1	UR1	UR2	UR3	UR4	UR5	UR6
Показания приборов	В	В	В	В	В	В	В
	10	6,9	3,0	1,9	1,2	0,6	0,6

По данным исследований проверить выполнение второго закона Кирхгофа (ЗНК) для любого из контуров электрической цепи.

Для контура R₁E₁R₃R₄:
U_R1 + U_R3+ U_R4 = E₁;

6,9+1,9+1,2 = 10.

4. 
   Добавить в схему амперметры (последовательно) (на рисунке 1.1 показано включение амперметра в ветвь с резистором R₂), определить токи в каждой ветви и записать в таблицу 1.2. По результатам исследований (расчетов) проверить выполнение первого закона Кирхгофа (ЗТК) для любого узла схемы.
   

Рисунок 1.5
Показания амперметров:
A₁ = I₁ = 0,049 А;

A₃ = I₃ = 0,019 А;

A₄

---

= I₄ = 0,012 A;

A₅ = I₅ = 0,006 A;

Таблица 1.2

	IR1	IR2	IR3	IR4	IR5	IR6
Показания приборов	мА	мА	мА	мА	мА	мА
	49	30	19	12	6	6

По результатам измерений проверим выполнение первого закона Кирхгофа (ЗТК) для любого узла схемы.
I₁-I₂-I₃ = 0;

49-30-19 = 0.

4. 
   Используя закон Ома и данные расчетов U и I, определить значения резисторов в схеме. Сравнить с заданными значениями.
   

R₁= = = 140,82 Ом;

R₂= = = 100 Ом;

R₃= = = 100 Ом;

R₄= = = 100 Ом;

R₅= = = 100 Ом;

R₆= = = 100 Ом;
Рассчитанные значения сопротивлений совпадают с заданными значениями сопротивлений с небольшим отклонением в R₁

4. 
   Убедиться, что токи и напряжения в схеме линейно зависят от значения э. д. с. Е₁. Для этого уменьшить Е₁ в два раза, выполнить расчеты, аналогичные п.п. 3.4 и 3.5, заполнить таблицы аналогичные таблицам 1.1 и 1.2. Объяснить полученные результаты.
   

Уменьшаем Е₁

---

в два раза: E₁ = 5 ОМ. Повторяем расчет.

Определяем ток I₁ по закону Ома:

I₁ = = = 0,025A

.
Напряжение на R₂₃₄₅₆:
U₂₃₄₅₆ = I₁ * R₂₃₄₅₆ = 0,025 * 62,5 = 1,563 B.

.
В схеме рис. 1.2 определяем токи I₂ иI₃:
I₂ = = = 0,015 A;

I₃ = = =0,009 A;

Напряжение на R₄₅₆:

U₄₅₆ = I₃ * R₄₅₆ = 0,009 *66,667=0,6 В
.
В схеме рис. 1.1 определяем оставшиеся токи I₄ иI₅:

I₄ = = = 0,006A;

I₅ = = =0,003A;

Напряжения на элементах:
U₁ = I₁ * R₁ = 0,025*140 = 3,5 В;

U₂ = I₂ * R₂ = 0,015 *100 = 1,5 В;

U₃ = I₃ * R₃ = 0,009 *100 = 0,9 В;

U₄ = I₄ * R₄ = 0,006*100 = 0,6 В;

U₅ = I₅ * R₅ = 0,003*100 = 0,3 В;

U₆ = I₆ * R₆ = 0,003*100 = 0,3 В;

Таблица 1.3

	Е1	UR1	UR2	UR3	UR4	UR5	UR6
Показания приборов	В	В	В	В	В	В	В
	5	3,5	1,5	0,9	0,6	0,3	0,3

---

Смотрите также файлы

• Вариант 11 пз 1. Строение вещества.docx

• Реферат Урок Отчет Программа Закон Курсовая Задача Занятие Лекция Решение Протокол.docx

• Экологическая безопасность технических систем и защита биосферы.docx

• Урок 36 5 абвг класс Дата Тема Победа греков над персами в марафонской битве Цели.docx

• Непосредственное интегрирование.docx