III . Приборы и оборудование, используемые в работе

1.Выпрямительное устройство с несколькими независимыми источниками ЭДС величиной от 5 до 30 В.

2.Три амперметра с пределами измерений от 0 до 0.25; 0.5; 1.0 А.

3. Три проволочных реостата с сопротивлением 100 Ом на ток до 1.5А.

4.Вольтметр (тестер) с пределами измерений от 0 до 60 В.

5.Комплект соединительных проводов.

 

IV. ПРОГРАММА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

    1.Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать электрическую цепь, представленную на рис. 1.2.

    Величины ЭДС источников Е₁ и Е₂ согласовать с преподавателем. Внутренними сопротивлениями источников ЭДС (r₀₁ и r₀₂) пренебрегаем, считая их равными нулю.

    2.В режиме холостого хода источников (отключённой нагрузки), вольтметром замерить на зажимах источников напряжение холостого хода U_1xx и U_2xx, которые будут численно равны ЭДС Е₁ и Е₂.

    3.После проверки схемы и её включения, реостатные сопротивления r₁, r₂, r₃, нужно выставить таким образом, чтобы величины токов I₁, I₂, I₃, измеряемые амперметрами А₁, А₂, А₃, существенно отличались бы друг от друга (не менее 20%). Замечание: при всех дальнейших опытах сопротивления реостатов не изменять!!!

 

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

       

     4.Результаты измерений вольтметром U_1xx = Е₁ и U_2xx = Е₂ и амперметрами А₁, А₂, А₃, занести в таблицу 1.1.

     5.Используя переносной вольтметр или тестер, замерить падения напряжений на нагрузочных реостатах r₁, r₂, r₃, и результаты занести в таблицу 1. U₁ = I₁r₁; U₂ = I₂r₂; U₃ = I₃r_3.

    6.Рассчитать мощности источников Р₁ = Е₁I₁; Р₂ = Е₂I₂ и потребителей Р₁ = U₁I₁; Р₂ = U₂I₂; Р₃ = U₃I₃ и занести в таблицу 1.1.

 

    

                                                                                           Таблица 1.1

Измеренные величины

Рассчитанные параметры

U1хх

U2хх

I1

I2

I3

U1

U2

U3

SI

Se

r1

r2

R3

r01

r02

Р1

Р1

Р1

Р2

Р3

В

В

А

А

А

В

В

В

А

В

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

        

    7.По результатам таблицы 1.1 проверить сходимость экспериментальных данных по I – му и II – му законам Кирхгофа и результатов расчётов в соответствии с выражениями (1.1) и (1.2).

    8.Проверить справедливость законов Кирхгофа при питании электрической цепи только одним источником ЭДС Е₁, для чего источник ЭДС Е₂ отключить, замкнув накоротко место его включения перемычкой “ad” (смотри рис.1.3).

    8.1. Для схемы, представленной на рис. 1.3, необходимо измерить частичные токи I’₁, I’₂, I’₃, и результаты занести в таблицу 1.2.

    8.2.Переносным вольтметром (тестером) измерить падения напряжений U’₁, U’₂, U’₃ на нагрузочных сопротивлениях и результаты занести в таблицу 1.2.

    8.3.Рассчитать мощность источника и потребителей и убедиться в наличии баланса мощностей.

                                                                                        Таблица 1.2

Измеренные величины							Рассчитанные параметры
I’1	I’2	I’3	U’1	U’2	U’3	Е1	Р1ист	Р1	Р2	Р3
А	А	А	В	В	В	В	Вт	Вт	Вт	Вт

 

8.4.Убедиться в справедливости I – го и II – го законов Кирхгофа для первого частичного режима работы схемы.

9. Проверить справедливость законов Кирхгофа при питании электрической цепи только одним источником ЭДС Е₂, для чего источник ЭДС Е₁ отключить, замкнув накоротко место его включения перемычкой “ab” (см. рис. 1.4).

                                                                                        

                                                                                       Таблица 1.3

Измеренные величины							Рассчитанные параметры
I”1	I”2	I”3	U”1	U”2	U”3	Е2	Р2ист	Р1	Р2	Р3
А	А	А	В	В	В	В	Вт	Вт	Вт	Вт

Рисунок 1.4

     9.1. Для схемы, представленной на рис. 1.4, необходимо измерить частичные токи I”₁, I”₂, I”₃, и результаты занести в таблицу 1.3.

    9.2.Переносным вольтметром (тестером) измерить падения напряжений U”₁, U”₂, U”₃ на нагрузочных сопротивлениях и результаты занести в таблицу 1.3.

    9.3.Рассчитать мощность источника и потребителей и убедиться в наличии баланса мощностей.

10.Вычислить реальные токи и падения напряжений в элементах схемы:

I₁ = ± I’₁ ± I”₁;

I₂ = ± I’₂ ± I”₂;

I₃ = ± I’₃ ± I”₃;

U₁ = ± U’₁ ± U”₁;

U₂ = ± U’₂ ± U”₂;

U₃ = ± U’₃ ± U”₃.

    Результаты расчётов свести в таблицу 1.4, сравнив их с экспериментальными данными из таблицы 1.1.

    11.Рассчитать относительные погрешности по расчётным данным и результатам экспериментов и объяснить причину их возникновения.

    12.Свести в таблицу 1.4 результаты расчётов мощностей источников и потребителей по основному и двум частичным режимам работы схемы и убедиться в наличии баланса мощностей.

    13.По данным таблицы 1.1 построить потенциальную диаграмму, приняв за нуль потенциал точки “а” (рис1.1).

                                                                                           Таблица 1.4

№№ опыта	Р1ист	Р2ист	Р1+ Р2	Р1	Р2	Р3	Р1+ Р2+ Р3
1
2
3
2+3

 V. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

    1.Схема соединений с указанием применяемых приборов.

    2.Таблица измеренных и вычисленных величин.

    3.Уравнения для расчётов токов, напряжений, баланса мощностей.

    4.Потенциальная диаграмма и расчёт сопротивлений.

    5.Анализ погрешностей.

 

VI. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

    1.Формулировки 1 – го и 2 – го законов Кирхгофа для цепей постоянного тока.

    2.Сколько независимых уравнений нужно составить для расчёта сложных цепей

- по первому закону Кирхгофа;

- по второму закону Кирхгофа.

3.Правила знаков при составлении уравнений по законам Кирхгофа.

4.В каком случае мощность источника учитывается с отрицательным знаком при составлении баланса мощностей?

5.Сущность метода наложения.

6.Для каких цепей применим метод наложения?

7.Как изменятся токи в ветвях, если изменить полярность?

8.Почему нельзя пользоваться методом наложения при составлении баланса мощностей?

9.Изменятся ли токи в цепи, если принять равными нулю потенциалы двух точек?

10.Как изменится потенциальная диаграмма, если вместо одной точки заземлить другую?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2