Файл: Закон Ома для участка цепи. Метод свертывания. Понятие об активном двухполюснике Цель работы исследовать распределения токов, напряжений и мощностей при различных способах соединения пассивных элементов. Задача.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 29

Скачиваний: 1

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

Лекция 1.2. Закон Ома для участка цепи. Метод свертывания. Понятие об активном двухполюснике


Цель работы – исследовать 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. Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА установила в крайнее левое положение, при котором U = 0В.

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

  3. Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввела.

  4. Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №1.

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

  6. При том же напряжении источника питания выставила на половину потенциометр R1 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №1.

  7. Произвела 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. Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установила в нулевое положение, U = 0В.

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

  3. Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 40В. Потенциометр R1 полностью ввёла. Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №2.

  4. Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 60В. Потенциометр R1 останется в том же положении. Данные занесла в таблицу №2.

  5. При том же напряжении источника питания вывела полностью потенциометр R1 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №2.

  6. Произвёла 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. Включила стенд. Рукоятку ЛАТРА, соответствующую параллельному соединению, установила в нулевое положение, U = 0В.

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

  3. Повернула ручку ЛАТРА по часовой стрелке, установила напряжение U = 70В. Потенциометр R2 полностью ввёла.

  4. Сняла показания приборов и занесла данные в таблицу №3.

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

  6. При том же напряжении источника питания вывела полностью потенциометр R2 и сняла показания приборов. Данные занесла в таблицу №3.

  7. Произвёла 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 сделала следующие выводы:

  1. 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;

  2. 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.

  3. 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: Сколько токов втекает в узел, столько же и вытекает. Это свидетельствует о непрерывности тока для электрической цепи.

Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.


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

Сила тока увеличится, так как сопротивление снизится т.е добавление резистора в параллель уменьшает сопротивление этого участка, а значит уменьшает и общее сопротивление цепи, а значит увеличивает общий ток.


  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