Дослідження простих кіл постійного струму

1.1 Мета роботи

Експериментальна перевірка закону Ома та законів Кірхгофа для аналізу електричного режиму кола. Експериментальне визначення параметрів джерел електричної енергії.

1.2 Підготовка до виконання лабораторної роботи

1.2.1 Опрацювати конспект лекцій та літературу [1, с. 14 – 22, 32 – 42, 45 – 61].

1.2.2 Зобразити всі схеми електричних кіл, що досліджуються в роботі. Підготувати таблиці для занесення розрахункових та експериментальних даних з метою їх порівняння.

1.2.3 Записати формули для розрахунків струмів та напруг для кожного із елементів для усіх схем.

1.2.4 В схемі (рис 1.6) виконати перетворення „трикутника” опорів в „зірку” або „зірку” в „трикутник” з метою отримання змішаного з’єднання елементів. Записати формули для розрахунку опорів схеми, отриманих в результаті перетворення. Визначити чисельні значення цих опорів. Значення опорів для макетів з різними номерами, що збігаються з номерами бригад, наведені в табл.1.1.

1.2.5 Відповісти на контрольні запитання, наведені в кінці методичних вказівок до цієї роботи.

1.3 Суть роботи

Схему лінійного електричного кола, що досліджується, складають за допомогою перемичок на лабораторному макеті. В колі вимірюють струми та напруги. За результатами вимірювань визначають параметри реальних джерел електричної енергії та перевіряють слушність основних законів лінійних електричних кіл.

Таблиця 1.1 – Значення опорів відповідно номерам макетів

Номер макета	Опiр, Ом
R 1	R 2	R 3	R 4	R 5	R 6

1.4 Опис лабораторної установки

Лабораторна установка складається з двох блоків: базового та змінного. Базовий блок містить два джерела живлення (Е 1, Е 2). Вигляд передньої панелі змінного блоку наведено на рис.1.1. Опори R _А і R _В є змінними, а значення опорів R ₁… R ₆ наведено в табл.1.1.

Схему кола, що досліджується, складають за допомогою перемичок, які встромлюють в гнізда. Потенціометри R _А і R _В використовують для внутрішніх опорів джерел при їх вимиканні. Потенціометр " E 2" дозволяє регулювати величину ЕРС джерела Е 2.

1.5 Порядок виконання роботи

1.5.1 Ознайомитись з лабораторним макетом та універсальним цифровим вимірювальним приладом (мультиметром), що дозволяє вимірювати постійні струм і напругу, а також опір.

1.5.2 Встановивши на мультиметрі режим вольтметра, вимірити ЕРС першого джерела Е 1. Встановити за допомогою потенціометра максимальне значення Е 2 та вимірити його.

1.5.3 Зібрати схему для визначення внутрішнього опору джерел (рис 1.2). Визначити внутрішній опір R _i1 джерела Е 1, а далі – R _i2 джерела Е 2. В якості опорів навантаження (R _н) вибрати спочатку R 2, а потім R 4.

Розрахувати за допомогою непрямих вимірювань чисельне значення R_i як

де І – струм, U _н – напруга на опорі навантаження.

Знайдені чисельні значення R _i1 та R _i2 підставити до розрахункових формул для струмів та напруг, які підготовлені в п.1.2.3.

1.5.4 Розрахувати та вимірити опори кіл (рис.1.3). Опір слід вимірювати омметром при відсутності струму в колах.

1.5.5 Для схеми з послідовним з’єднанням елементів (рис.1.4) розрахувати та виміряти струм у колі та напруги на елементах. Порівняти результати розрахунків та вимірів.

1.5.6 Розрахувати струми в трьох вітках та напругу для схеми з паралельним з’єднанням елементів (рис.1.5). Підключити джерело Е 1. Виміряти струми у вітках та напругу між вузлами 1 – 2.

1.5.7 Розрахувати струм у вітці джерела (рис.1.6), користуючись перетворенням трикутника у зірку або навпаки. Зібрати схему та перевірити розрахунок експериментально.

1.6 Обробка та оформлення результатів вимірів

Порівняти результати розрахунків та вимірів. Пояснити причини їх розбіжності. Результаті розрахунків та вимірів подати у вигляді звіту. Звіт має вміщати:

– схеми кіл що досліджуються;

– розрахункові формули, розрахункові та експериментальні дані, зведені до таблиць;

– висновок, який оцінює отримані результати та причини їх розбіжності з теоретично – розрахованими значеннями.

1.7 Контрольні запитання та завдання

1. Якими приладами вимірюються величина і напрям постійного струму і напруги? Назвіть властивості ідеальних амперметра і вольтметра.

2. Чи залежить вибір позитивного напряму напруги від позитивного напряму струму в пасивних елементах кіл?

3. Які перетворення схеми називаються еквівалентними?

4. Яке з'єднання елементів називається послідовним, паралельним, змішаним?

5. Як зміниться струм у послідовно з'єднаних опорах при включенні реального амперметра?

6. Як зміниться напруга на паралельно з'єднаних опорах при включенні до них реального вольтметра?

7. При послідовному з'єднанні двох опорів загальний опір становить 25 Ом, а при паралельному - 6 Ом. Знайти величини цих опорів.

Відповідь: 15 Ом; 10 Ом.

8. В яких випадках доцільно застосовувати перетворення «трикутника» в еквівалентну «зірку» і навпаки?

Дата добавления: 2017-02-01