Мощность N потребляемая нагрузкой

Лабораторная работа №27

Дата Фамилия Группа

Лабораторная работа №1

Выполнил: студент группы 2-29-1

Приборостроительного факультета

Ижболдин А. Е.

Проверил: Белых В. В.

Ижевск, 2006

«Знакомство со стрелочными электроизмерительными приборами и составление простейших электрических цепей»

Цель работы: приобрести навыки в чтении технических характеристик приборов, понятие назначения шунтов и дополнительных сопротивлений к приборам, научиться их рассчитывать.

Приборы и принадлежности: исследуемый электроизмерительный прибор (V-A), контрольный миллиамперметр (mA), источник напряжения, реостат (R), выключатель, соединительные провода.

Упражнение №1.

а)

Название прибора	Система прибора	Класс точности	Предел измерения	Цена деления
mA	Магнитоэлектрическая	1,5		2 mA
V-A	Магнитоэлектрическая	2,5	3 В	0,1 В

б) Рассчитаем погрешность:

К = (∆I/I_max)*100%

∆I = (K* I_max)/100%

∆I = (1.5*50)/100%

∆I = 0.75 mA

К = (∆U/U_max)*100%

∆U = (K* U_max)/100%

∆U = (2.5*3)/100%

∆U = 0.075 В

Упражнение №2.

Рассчитаем сопротивление шунта по данной схеме:

I_пред = I_ш+I_ном

I_ном*R_вн = I_ш*R_ш

R_ш = (R* I_ном)/ I_пред* I_ном

I_пред = 30 mA

I_ном = 3 mA

R_вн = 25+0,25 Ом

R_ш = (25*0,003)/(0,3*0,003)

R_ш = 2,78 Ом

К = I_пред/ I_ном

К = 0,03/0,003 = 10

Упражнение №3.

Рассчитать добавочное сопротивление по данной схеме:

R_доб =(U_пред- I_ном* R_вн)/ I_ном

U_пред = 1В

I_ном = 3 mA

R_вн = 25+0,25 Ом

R_доб = (1-0,03*25)/0,003

R_доб = 83,3 Ом

Вывод: в ходе проведения лабораторной работы появились навыки в чтении технических характеристик приборов, понятие назначения шунтов и дополнительных сопротивлений к приборам. Практическим путем рассчитали значения шунтов и добавочных сопротивлений.

I.Название работы:

Изучение простейшей электрической цепи переменного тока.

Цель работы:

Теоретическое и экспериментальное изучение простейшей электрической цепи.

II.Краткое теоретическое обоснование:

Мощность N_И развиваемая источником энергии

Работа A_И совершаемая источником энергии по перемещению заряда q по замкнутому контуру, и ток I в замкнутой цепи, для постоянного тока определяются следующими уравнениями

A_И = q • ε

I = ε / (R + R_В) (8.6)

Мощность N_И , развиваемаяисточником энергии равна

N_И = A_И / t = q • ε / t = (q / t) • ε = I • ε (8.7)

Из уравнений (8.6) и (8.7) найдём N_И

N_И = ε² / (R + R_В) (8.8)

При R = 0 N_И = N_{И max}= ε² / R_В

При R = ∞ N_И = 0

При увеличении сопротивления R мощность N_И уменьшается от N_{И max} до 0 (по гиперболическому закону).

Примечание: Принято говорить, что при уменьшении сопротивления нагрузки величина нагрузки на источник энергии увеличивается.

Работа А перемещения заряда q по нагрузке

A = q • U

Мощность N_И потребляемая нагрузкой определяется уравнением (8.9)

N = A / t = q • U / t = q / t •U = I • U (8.9)

По закону Ома

U = R • I (8.10)

Из уравнений (8.6), (8.9), и (8.10)

N = I • U = I • R • I = I² • R = (ε² / (R + R_В)²) • R

N = (ε² / (R + R_В)²) (8.11)

По уравнению (8.11) проведём анализ зависимости мощности N, потребляемой нагрузкой, от сопротивления нагрузки R. При R = 0 и R = ∞, N = 0. Следовательно, зависимость N = N(R) должна иметь максимум. Найдём значение, при котором N = N_max

dN / dR = ε² (1(R + R_В)² − R2(R + R_В)) / (R + R_В)⁴ = 0

(R + R_В) − 2R = 0

R = R_В (8.12)

Максимум зависимости N = N(R) будет при R = R_В

Подставим значение R = R_В в уравнение (8.11). Тогда получим:

N = N_max = ε² (R_B / (R_B + R_B)²) = ε² / 4R_B (8.13)

Вид зависимости N = N(R) представлен па рис. 8.9

По графику рис. 8.9 можно найти внутреннее сопротивление источника энергии R_B и максимальную мощность N_max. В соответствии с уравнением (8.13) можно найти э.д.с. источника

ε = √ 4R_B N_max (8.14)

Дата добавления: 2017-02-01