Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине (учебному курсу) Электротехника и электроника.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 391
Скачиваний: 19
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Тольяттинский государственный университет»Машиностроения
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1по дисциплине (учебному курсу) «Электротехника и электроника» (наименование дисциплины (учебного курса) Вариант ____ (при наличии)
Тольятти 2023Лабораторная 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.ОборудованиеРис. 1. Внешний вид лабораторного стендаВ лаборатории у стены находится стенд (рис. 1) для проведения испытания. Стенд состоит из вертикальной и горизонтальной панелей.
Вертикальная панель содержит элементы схем и разделена на 3 зоны – по количеству проводимых опытов (последовательное, параллельное и смешанное). Линиями синего и красного цветов изображены провода, составляющие схему.На схемах присутствуют элементы управления (рис. 2) – регулируемые сопротивления, возле каждого из них надпись – 150 Ом. Изменение сопротивления происходит за один оборот (360°) – от 0 до 150 Ом.Рис. 2. Одно из регулируемых сопротивленийНа горизонтальной панели находится 3 источника питания (рис. 3) (от 0 до 220 В) постоянного тока, регулировка напряжения осуществляется при помощи поворотного регулятора (ЛАТР). Чтобы включить источник питания в работу, необходимо следующее:
Суммарная мощность приёмников (формула 3):Таблица 1 - Экспериментальные и расчётные данные последовательного соединения элементов
Параллельное соединениеПараллельным называется соединение, при котором выводы всех приемников присоединяются к одной паре узлов (рис. 5). Напряжение подается на выводы этих приемников.Рис. 5. Параллельное соединение резисторовПри параллельном соединении все элементы находятся под одним и тем же напряжением – напряжением питающей сети (источника питания).Эквивалентное сопротивление при этом типе соединений определяется по формуле 4:
Если применим понятие проводимости
, , то эквивалентную проводимость найдем по формуле 5:где проводимости каждого элемента определим по формуле 6:Токи в ветвях распределяются обратно пропорционально сопротивлениям элементов (формула 7):Суммарную мощность всех приёмников определим аналогичным путём, как и в случае последовательного соединения элементов.Таблица 2 - Экспериментальные и расчётные данные параллельного соединения элементов
Смешанное соединениеСмешанным соединением называется такое соединение, при котором имеют место и последовательное, и параллельное соединения элементов.
Рис. 6. Смешанное соединение резисторовДля электрической цепи на рис. 6 справедливы следующие соотношения (формула 8):Таблица 3Экспериментальные и расчётные данные смешанного соединения элементов
Выводы: При последовательном соединении через резисторы ток, практически не изменяя своей величины, течёт через все элементы.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.
| (наименование института полностью) |
| Кафедра Оборудование и технологии машиностроительного производства |
| (Наименование учебного структурного подразделения) |
| Студент | Е.С. Костецкая (И.О. Фамилия) | |
| Группа | ТМбд-1901ас | |
| Преподаватель | Н.В. Шаврина (И.О. Фамилия) | |
Вертикальная панель содержит элементы схем и разделена на 3 зоны – по количеству проводимых опытов (последовательное, параллельное и смешанное). Линиями синего и красного цветов изображены провода, составляющие схему.На схемах присутствуют элементы управления (рис. 2) – регулируемые сопротивления, возле каждого из них надпись – 150 Ом. Изменение сопротивления происходит за один оборот (360°) – от 0 до 150 Ом.Рис. 2. Одно из регулируемых сопротивленийНа горизонтальной панели находится 3 источника питания (рис. 3) (от 0 до 220 В) постоянного тока, регулировка напряжения осуществляется при помощи поворотного регулятора (ЛАТР). Чтобы включить источник питания в работу, необходимо следующее:
-
Включить сеть стенда (кнопка ВКЛ слева – загорится лампочка СЕТЬ, выключение – кнопкой ВЫКЛ). Позиция 1 (рис. 3) соответствует кнопке магнитного пускателя стенда. -
Включить кнопку под лампочкой (два положения: вдавлена внутрь – включено, загорается лампочка; не вдавлена – выключено). Позиция 2 (рис. 3) соответствует кнопке подачи постоянного напряжения одного из источников питания. -
Регулятором одного из источников (позиция 3 рис. 3) выставить заданную величину напряжения.
Суммарная мощность приёмников (формула 3):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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2 | 50 | 20 | 20 | 0,2 | 100 | 100 | 200 | 4 | 4 | 8 | |
| 3 | 50 | 20 | 10 | 0,3 | 67 | 33 | 100 | 6 | 3 | 9 | |
Если применим понятие проводимости
, , то эквивалентную проводимость найдем по формуле 5:где проводимости каждого элемента определим по формуле 6:Токи в ветвях распределяются обратно пропорционально сопротивлениям элементов (формула 7):Суммарную мощность всех приёмников определим аналогичным путём, как и в случае последовательного соединения элементов.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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 50 | 1 | 0,4 | 0,5 | 125 | 100 | 6 | 20 | 25 | 45 |
| 3 | 50 | 5 | 2 | 0,6 | 25 | 84 | 19 | 100 | 30 | 130 |
Рис. 6. Смешанное соединение резисторовДля электрической цепи на рис. 6 справедливы следующие соотношения (формула 8):Таблица 3Экспериментальные 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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 80 | 40 | 10 | 0,4 | 0,1 | 0,3 | 200 | 100 | 33 | 32 | 1 | 3 | 36 |
| 3 | 80 | 40 | 5 | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 200 | 25 | 25 | 32 | 1 | 1 | 34 |