Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине (учебному курсу) Теоретические основы электротехники 1.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.11.2023

Просмотров: 46

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.




МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
«Тольяттинский государственный университет»
Институт машиностроения

(наименование института полностью)

Институт машиностроения

(Наименование учебного структурного подразделения)

(код и наименование направления подготовки / специальности)




(направленность (профиль) / специализация)

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине (учебному курсу) «Теоретические основы электротехники 1»


(наименование дисциплины (учебного курса)
Вариант - 1 (при наличии)


Студент
Лаптев Архип Владимирович

(И.О. Фамилия)



Группа
ЭЛбп-2102а



Преподаватель

Федяй Олег Валерьевич

(И.О. Фамилия)




Тольятти 2023

Лабораторная работа 1
«Последовательное, параллельное и смешанное соединения пассивных элементов на постоянном токе»


Цель работы: исследование распределения токов, напряжений и мощностей при различных способах соединения пассивных элементов.

Задача: проверить закон Ома для последовательного, параллельного и смешанного соединений сопротивлений.

Оборудование:
Проведение испытаний осуществляется дистанционно на лабораторном стенде, состоящем из вертикальной и горизонтальной панелей.

Вертикальная панель содержит элементы схем и разделена на 3 зоны: с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов цепи. На горизонтальной панели находится 3 источника питания (от 0 до 220 В) постоянного тока.

Регулировка напряжения осуществляется при помощи поворотного регулятора (ЛАТР). Также присутствуют элементы управления, регулирующие сопротивление.



Рис. 1. Внешний вид лабораторного стенда

Последовательное соединение. Опыт 1



Рис. 2. Схема цепи с последовательным соединением элементов

Ход выполнения работы:

  1. Включить стенд. Рукоятку ЛАТРА установил в крайнее левое положение, при котором U = 0В.

  2. Нажал на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.

  3. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввести.

  4. Снял показания приборов и занес данные в таблицу №1.

  5. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 60В. Потенциометр R1 останется в том же положении. Данные занес в таблицу №1.

  6. При том же напряжении источника питания выставил на половину потенциометр R1 и снял показания приборов. Данные занес в таблицу №1.

  7. Произвел расчёт полученных данных, указанных в таблице №1.


Таблица 1

Экспериментальные и расчётные данные последовательного соединения элементов

№
Измерено
Вычислено

U,

B
U1,

B
U2,

B
I,

A
R1,

Ом
R2,

Ом
RЭ,

Ом
P1,

Вт
P2,

Вт
PЭ,

Вт

1
40
10
5
0,1
100
50
150
1
0,5
1,5

2
60
15
10
0,2
75
50
125
3
2
5

3
60
10
20
0,3
33,3
66,7
100
3
6
9


Параллельное соединение. Опыт 2



Рис. 3. Схема цепи с параллельным соединением элементов
Ход выполнения работы:

  1. Включил стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установил в нулевое положение, U = 0В.

  2. Нажал на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.

  3. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввёл.

  4. Снял показания приборов и занес данные в таблицу №2.

  5. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 60В. Потенциометр R1 останется в том же положении. Данные занес в таблицу №2.

  6. При том же напряжении источника питания вывел полностью потенциометр R1 и снял показания приборов. Данные занес в таблицу №2.

  7. Произвёл расчёт полученных данных, указанных в таблице.


Таблица 2

Экспериментальные и расчётные данные параллельного соединения элементов

№
Измерено
Вычислено

U,

B
I,

A
I1,

A
I2,

A
R1,

Ом
R2,

Ом
RЭ,

Ом
P1,

Вт
P2,

Вт
PЭ,

Вт

1
40
0,6
0,2
0,3
267
200
114
32
36
68

2
60
1
0,3
0,5
260
180
106
78
90
168

3
60
5
2
0,5
42
132
32
470
380
850

Смешанное соединение. Опыт 3



Рис. 4. Схема цепи со смешанным соединением элементов
Ход выполнения работы:

  1. Включил стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установил в нулевое положение, U = 0В.

  2. Нажал на кнопку подачи постоянного напряжения соответствующего источника питания.

  3. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 70В. Потенциометр R2 полностью ввёл.

  4. Снял показания приборов и занес данные в таблицу №3.

  5. Повернул ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установил напряжение U = 90В. Потенциометр R2 останется в том же положении. Данные занес в таблицу №3.

  6. При том же напряжении источника питания вывел полностью потенциометр R2 и снял показания приборов. Данные занес в таблицу №3.

  7. Произвёл расчёт полученных данных, указанных в таблице.


Таблица 3

Экспериментальные и расчётные данные смешанного соединения элементов

№
Измерено
Вычислено

U,

B
U1,

B

U23,

B
I1,

A
I2,

A

I3,

A
R1,

Ом
R2,

Ом
R3,

Ом
P1,

Вт
P2,

Вт
P3,

Вт
P,

Вт

1
70
50
10
0,4
0,1
0,3
125
100
33,3
24
6
18
48

2
90
60
15
0,6
0,2
0,4
100
75
37,5
45
15
30
90

3
90
85
0
1
0
0
85
0
0
85
0
0
85


Выводы: В результате выполнения данной лабораторной работы возможно сделать следующие выводы:

  • при последовательном соединении через резисторы ток, практически не изменяя своей величины, течет через все элементы; мощность тока возрастает с увеличением напряжения в сети или уменьшением сопротивления;

  • при параллельном включении резисторов ток в цепи разветвляется по отдельным ветвям, протекая через каждый элемент – по закону Ома величина тока обратно пропорциональна сопротивлению, напряжение на всех элементах одинаковое.

  • смешанная схема делится на фрагменты, ток и напряжение рассчитывается для каждого отдельно в зависимости от того, как они соединены на выбранном сегменте электрической схемы.


Ответы на контрольные вопросы:

  1. Формулировка законов Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.

Первый закон Кирхгофа говорит нам о том, что сумма токов в любом узле абсолютно любой электрической цепи равна нулю. Или так же говорит, что алгебраическая сумма втекающих токов равна алгебраической сумме вытекающих из узла токов.

Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю.

Второй закон Кирхгофа гласит, что в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на всех пассивных элементах цепи.


  1. Как изменится ток если параллельно резисторам и включить ещё один резистор?

Сила тока увеличится, так как сопротивление снизится.


  1. Как распределяются токи в приемниках, соединенных параллельно?

Токи в цепи, состоящей из параллельно соединенных приемников, распределяются между ними прямо пропорционально их проводимостям, то есть обратно пропорционально их сопротивлениям.


Смотрите также файлы