ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 13
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
Физико-технический институт
Кафедра «Электроснабжение»
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
(специальность: 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»)
Выполнили: студенты 1 курса
группы БА-ЭС-22 ФТИ СВФУ
Налыйдырова А.А, Петров К.А.
Якутск – 2023
Линейные цепи постоянного тока
2.1 Измерение сопротивления токов, напряжений и мощности в цепи постоянного тока
Задание: Ознакомиться с измерениями токов, напряжений, сопротивлений и мощности с помощью мультиметров и ваттметра, экспериментально убедиться в выполнении закона Ома и закона Джоуля-Ленца в электрической цепи постоянного тока.
ΔR% = ((Rизм – Rном)/Rном) * 100%
| | Измеренные значения | Вычисленные значения | |||
| Rном, Ом | U,В | I, мА | Р, Вт | Р, Вт | R, Ом |
| 100 | -5 | 50 | 0,248 | -0,025 | 100 |
| 100 | 4 | 39,7 | 0,156 | 0,1588 | 100,755668 |
| 100 | 6 | 59,5 | 0,351 | 0,357 | 100,840336 |
| 100 | 8 | 79,3 | 0,628 | 0,6344 | 100,882724 |
| 100 | 12 | 118,7 | 1,399 | 1,4244 | 101,095198 |
P = UI ; R = U/I
R = -5/50 = -0,1 мОм = 100 Ом
P = -5*50*(1/1000)
ΔR%= (100,755668-100)/100,755668 * 100% = 0,75%
Вывод : Мы познакомились с работой мультиметра. Увидели наглядный пример работы законов электроэнергетики.
2.2. Цепь постоянного тока с последовательным соединением резисторов
Задача: Измеряя токи и напряжения, убедиться, что ток одинаков в любой точке последовательной цепи и что сумма напряжений на резисторах равна напряжению, приложенному ко всей цепи. Сравнить результаты измерения с расчётом.
I = U/Rэкв ; Rэкв = ΣR=R1+R2+R3 IR1+IR2+IR3=U
| | Ток (I), мА | Падения напряжения на резисторах, В | Напряжение на входе цепи, В | |||
| 47 Ом (U1) | 100 Ом (U2) | 220 Ом (U3) | Rэкв = 367Ом (U) | |||
| Измеренные значения | 41 | 2,07 | 4,13 | 8,90 | 15,1 | |
| Рассчитанные значения | 41 | 1,927 | 4,1 | 9,02 | 15,047 | |
I = 15,047/367 = 0,041 ; U = 0,041*47+0,041*100+0,041*220
Вывод : Мы измерили напряжения и токи, и экспериментально убедились, что сумма напряжений на резисторах равна напряжению на всей цепи и что ток одинаков в любой последовательной цепи.
2.3. Параллельное соединение резисторов в цепи постоянного тока
I = I1+I2+I3 ; I1=U/R1 ; I2=U/R2 ; I3=U/R3 ; 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 ;
R = (R1R2)/R1+R2
Задание: Измеряя напряжения и токи, убедиться, что напряжение, прикладываемое к каждому резистору, одно и то же, и что сумма токов ветвей равна полному току цепи. Проверить результаты измерения расчётом.
I = I1+I2+I3 – Закон Кирхгофа
| | Ток (I), мА | Токи в ветвях, мА | Ток на входе цепи, мА | ||
| 330 Ом (I1) | 220 Ом (I2) | 470x Ом (I3) | Rэкв = 103Ом (I) | ||
| Измеренные значения | -14,74 | 46 | 69 | 30 | 142 |
| Рассчитанные значения | 14,62 | 45 | 67 | 31 | 143 |
1/Rэкв = 1/330 + 1/220 + 1/470 => Rэкв 103 Ом
I1 = 14,74/330 = 0,446 ; I2 = 14,74/220 = 67мА ; I3 = 14,74/470 = 31мА
Rэ = 14,74/143 = 102 ; I = 14,62/102 = 143мА ; U=UR1=UR2=UR3
Вывод : Мы измерили токи и напряжения , и увидели, что напряжение на каждом резисторе одинаковое, и что работает первый закон Кирхгофа
2.4. Цепь постоянного тока при смешанном соединении резисторов
R34 = (R3*R4) / R3+R4 ; I1 = U/Rэ ; U34 = I1R34 ; I3 = U34/R3 ; I4 = U34/R4
Задание: Измерить токи, напряжения и мощность в цепи при смешанном соединении резисторов. Проверить результаты измерений расчётом. Проверить выполнение первого и второго законов Кирхгофа и баланса мощностей.
| | I1, мА | I3, мА | I4, мА | U,В | U1,В | U2,В | U34,В | P, Вт |
| Измеренные значения | 44,54 | 33 | 13 | 14,5 | 2,1 | 4 | 8,4 | 0,63 |
| Расчетные значения | 49 | 34 | 15 | 14,85 | 2,35 | 5 | 7,5 | 0,75 |
R1 = 47 Ом ; R2 = 100 Ом ; R3 = 220 Ом ; R4 = 470 Ом
R34 = (R3*R4) / R3+ R4 = 220*470/(220+470) = 149,85 Ом
Rэ = R1 + R2 + R34 = 47+100+150 = 297 Ом ;
I1 = U/Rэ = 15/297 = 0,05А
U34 = I1 R34 = 0,05*150=7,5В ;
I3 = U34/R3 = 7,5/220 = 0,034А
U1 = I1R1 = 5*0,001 * 4 = 2,35В ;
U2 = I2R2 = 0,05*100 = 5
U= U1+U2+U34 = 14,85В
P = RI2 = UI = 14,85*0,05=0,7425Вт
P1 = I2R = 0,1175 Вт
P2 = 0,25 Вт
P3 = 0,25432 Вт
P4 = 0,10575 Вт
ΣP = 0,72757
Вывод : Мы измерили токи, напряжения и мощность при смешанном соединении резисторов, проверили результаты замеров расчетами, и убедились что сделали все правильно