Файл: А.М. Микрюков Исследование электрических цепей постоянного и однофазного синусоидального тока.pdf

12 2.6. Провести анализ и сделать выводы о работе схемы рис. 1.2.

Таблица 1.2

3. Смешанное соединение приемников

3.1. Записать показания приборов в схеме, представленной на рис.1.3 в табл. 1.3 (строка 1).

U1

I1

R1 R2 R3

U

U2

I2 I3

Рис. 1.3. Смешанное соединение приемников

3.2.Нажатием клавиши "3" увеличить сопротивление резистора R3 до максимального значения, записать показания приборов в табл. 1.3 (строка 2).

3.3.Одновременным нажатием клавиш "Ctrl" и "2" уменьшить величину сопротивления резистора R3 до 10%, записать показания приборов в схеме, представленной на рис.1.3 в табл. 1.3 (строка 3).

3.4.Отключить напряжение на виртуальной схеме посредством нажатия выключателя в правой верхней части экрана.

13

3.5. Для каждого опыта вычислить значения мощностей Р1, Р2, P3, Робщ и сопротивлений R1, R2, R3, Rэ.

3.6. Построить графики:

U1, U2, P1, P2, P3 = f(R3); I1, I2, I3 = f(R3).

3.7. Провести анализ и сделать выводы о работе схемы рис. 1.3. Таблица 1.3

Контрольные вопросы

1.Основные законы линейных электрических цепей.

2.Основные свойства цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением приемников.

3.Баланс мощностей для каждой из рассматриваемых схем.

4.Расчет электрических цепей методом эквивалентных преобразований.

5.Почему при изменении R3 в смешанной цепи происходят также изменения токов, напряжений и мощностей на R1 и R2?

Литература: [1, §1.1- 1.9; 2, §1.1- 1.4, §1.6 -1.10].

14

Лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: анализ электрического состояния цепи методами наложения, узловых потенциалов, исследование распределения электрических потенциалов вдоль контура электрической цепи.

Основные теоретические положения

По первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в ветвях, сходящихся в любом узле электрической цепи, равна нулю:

По второму закону Кирхгофа в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на пассивных участках:

где kE - количество ЭДС в контуре, kуч - число пассивных участков.

Второй закон Кирхгофа наглядно иллюстрируется потенциальной диаграммой - графиком распределения потенциалов вдоль замкнутого контура электрической цепи. При построении потенциальной диаграммы по оси абсцисс откладываются последовательно одно за другим по направлению обхода контура сопротивления участков, а по оси ординат - потенциалы промежуточных точек этого контура, соответствую-

15

щие зажимам элементов в контуре. Полученные точки соединяются прямыми линиями.

Метод наложения основан на применении принципа наложения: ток в любой ветви линейной электрической цепи Im равен алгебраической сумме частичных токов, вызываемых в этой ветви каждым источником в отдельности:

где n - число источников в схеме.

Частичные токи Imi находят как результат действия каждого источника в отдельности, предполагая остальные источники исключенными из цепи. Внутренние сопротивления исключенных из цепи источников сохраняются в цепи и учитываются в измерениях и расчетах частичных токов.

Метод узловых потенциалов позволяет найти потенциалы всех узлов цепи по известным параметрам источников и сопротивлений приемников. В начале расчета потенциал одного из узлов цепи принимается равным нулю. Остальные потенциалы определяются с помощью матричного уравнения:

где G( y ) - матрица узловых проводимостей; ϕ( y ) - матрица потенциалов;

G( y ) - матрица узловых токов источников энергии.

Задание для самостоятельной подготовки

1. Составить систему независимых уравнений по законам Кирхгофа для схемы на рис. 2.1.