Отчёт по лабораторной работе №5

«Экспериментальное подтверждение электрического баланса в электрической цепи»

По дисциплине: «Электротехника»

Специальность: 230101

2011 г.

1. Цель работы:

· Приобретение навыков в сборке схем.

· Проверка энергетического баланса опытным путём.

2. Оборудование:

Лабораторный стенд

3. Схема работы и данные принципиальной схемы:

Часть 1. Схема 1.

4.1. Собрать схему.

4.2 Проверить правильность сборки.

4.3. Показать собранную схему преподавателю. Если есть ошибки в сборке схемы, устранить их.

4.4. Включить питание.

4.5. Выставить на источнике Е1 величину напряжения, равную 10 В и на источнике Е2 величину напряжения, равную 20 В.

4.6. Произвести измерения, устанавливая ручку реостата в положения: от Х.Х. и до 7. Результаты измерений занести в таблицу №1.

Таблица №1

Положение ручки	Х.Х
I, мА	0,02	14,15	15,06	15,38	15,78	16,2	16,43	16,6
U1, B			14,9	15,2	15,6		16,3	16,4
U2, B		1,4	1,5	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6
U3, B		3,1		1,7	1,2	0,73	0,44	0,25

4.7. Применить формулы энергетического баланса, рассчитать мощность источника и нагрузки для каждого положения ручки реостата, принять внутреннее сопротивление источника R0=0.

E*I = I²*(R1+R2+R3)

4.8. Данные расчетов занести в таблицу №2.

Таблица №2.

Положение ручки	X.X
Мощность источника Рист.		0,283	0,3012	0,3076	0,3156	0,324	0,3286	0,332
Мощность нагрузки Рнагр.		0,264	0,28	0,286	0,294	0,3005	0,314	0,3222

(для пункта 5) Рист=E*I

Рнагр=I²*R1+ I²*R2+ I²*R3

R3= U3/I=45,06 (Ом)

Рнагр=I²*R₁+ I²*R₂+ I²*R₃=(262,44*1000+262,44*100+262,44*45,06)*10^-6= =(262440+26244+11826)*10^-6=0,3005

Часть 2а. Схема 2.

4.9. Собрать схему №2. Источники подключить согласно.

4.10. Проверить правильность сборки.

4.11. Показать собранную схему преподавателю. Если есть ошибки в сборке схемы, устранить их.

4.12. Включить питание.

4.13. Измерить ток и напряжение для всех элементов схемы.

4.14. Результаты занести в таблицу №3.

4.15. Применить формулы энергетического баланса, рассчитать мощность источника и нагрузки для каждого положения ручки реостата, принять внутреннее сопротивление источника R0=0.

4.16. Данные расчетов занести в таблицу №4.

Схема №2.

Таблица №3

Положение ручки	Х.Х
I, A		18,7	20,1	20,7	21,3	21,9	22,2	22,4
U1, B		18,6	19,9	20,5	21,1	21,6		22,2
U2, B		1,8			2,1	2,2	2,2	2,21
U3, B	24,8	4,4	2,9	2,2	1,6		0,6	0,34

Таблица №4

Положение ручки	Х.Х
Мощность источника Рист.		0,54	0,6	0,63	0,64	0,66	0,666	0,672
Мощность нагрузки Рнагр.		0,49	0,54	0,61	0,623	0,653	0,658	0,664

Часть 2б. Схема №3.

4.17. Изменить полярность источника Е1.

4.18. Собрать схему №3. Источники включены встречно.

4.19. Проверить правильность сборки.

4.20. Показать собранную схему преподавателю. Если есть ошибки в сборке схемы, устранить их.

4.21. Включить питание.

4.22. Измерить ток и напряжение для всех элементов схемы.

4.23. Результаты занести в таблицу №5.

4.24. Применить формулы энергетического баланса, рассчитать мощность источника и нагрузки для каждого положения ручки реостата, принять внутреннее сопротивление источника R0=0.

4.25. Данные расчетов занести в таблицу №6.

4.26. Привести пример расчета для одного положения ручки реостата.

4.27. Сделать выводы по всей работе.

Схема №3 (Смена полярностей E1).

Таблица №5.

Положение ручки	Х.Х
I, мА		4,2	4,2	4,3	4,3	4,4	4,5	4,5
U1, B			4,14	4,2	4,3	4,4	4,4	4,5
U2, B		0,4	0,42	0,42	0,43	0,44	0,44	0,45
U3, B		0,5	0,4	0,3	0,24	0,16	0,11	0,07

Таблица №6

Положение ручки	Х.Х
Мощность источников		-0,042	-0,042	-0,043	-0,043	-0,044	-0,045	-0,045
Мощность нагрузки		0,02058	0,020832	0,021156	0,021371	0,022	0,022275	0,02259

(для пункта 5) P_ист=Е₁*I-E₂*I=10*0,0044-20*0,0044=0,044-0,088= -0,044

P_нагр=I(U₁+U₂+U₃)=0,0044*(5)=0,022

5. Контрольные вопросы:

5.1. Какой фундаментальный физический закон подтверждает энергетический баланс в электрической цепи?

Закон о сохранении энергии

5.2. Почему равенства левой и правой части уравнений энергетического баланса могут не соблюдаться с высокой степенью точности?

Из-за погрешности измерений

5.3. Для каких целей можно использовать уравнения энергетического баланса?

Вывод: мы экспериментально подтвердили электрический баланс в электрической цепи, и выяснили, что на практике левая и правая части равенства могут не совпадать из-за погрешности измерений.

Дата добавления: 2015-05-06