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: 390

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

(наименование института полностью)

Кафедра Оборудование и технологии машиностроительного производства

(Наименование учебного структурного подразделения)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1по дисциплине (учебному курсу) «Электротехника и электроника» (наименование дисциплины (учебного курса) Вариант ____ (при наличии)

Студент

Е.С. Костецкая

(И.О. Фамилия)




Группа

ТМбд-1901ас





Преподаватель

Н.В. Шаврина

(И.О. Фамилия)



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:

  1. Включить сеть стенда (кнопка ВКЛ слева – загорится лампочка СЕТЬ, выключение – кнопкой ВЫКЛ). Позиция 1 (рис. 3) соответствует кнопке магнитного пускателя стенда.

  2. 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.

  3. Регулятором одного из источников (позиция 3 рис. 3) выставить заданную величину напряжения.
Рис. 3. Источник питанияПоследовательное соединениеПоследовательным называется соединение, когда конец одного элемента соединяется с условным началом второго, конец второго – с началом третьего и так далее (рис. 4).Рис. 4. Последовательное соединение резисторовДля последовательного соединения характерным является общий ток для всех резисторов. Эквивалентное сопротивление при этом типе соединений определяется по формуле 1:Напряжение на отдельных элементах распределяется пропорционально величинам их сопротивлений (формула 2):

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
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



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
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



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
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.