Файл: Законы ома и кирхгофа студент 2 курса, фмрм, гр. Рб01 Шангин А. А. Проверил Борисов А. В. Новосибирск 2022.docx

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (СибГУТИ)

ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА

Выполнил: Студент 2 курса,

ФМРМ, гр. РБ-01

Шангин А.А.

Проверил: Борисов А.В.

Новосибирск 2022

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

«ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА»

1 Цель работы:

экспериментальная проверка закона Ома и законов Кирхгофа при определении токов и напряжений в электрических цепях.

2 Подготовка к выполнению лабораторной работы

2.1. Для схемы на рисунке 1, при согласном и встречном включении источников ЭДС Е₁ и Е₂ определить по закону Ома: ток Iв цепи, напряжения на элементах цепи U_R1, U_R2, U_R3, U_R4, напряжение между точками ab – U_ab. Результаты расчета записать в таблицу 1. Проверить результаты по 2-ому закону Кирхгофа для контура.



Рисунок 1 – Схема 1

Таблица 1– Результаты расчета и экспериментального исследования

---

		I, мА	UR1,В	UR2,В	UR3,В	UR4,В
Согласн. E1 и E2	Расчит.	2.322	2.322	4.642	3.71	2.322
	Измер.	2.322	2.322	4.642	3.714	2.321
Встреч. E1 и E2	Расчит.	0.535	0.535	1.07	0.856	0.535
	Измер.	0.536	0.536	1.071	0.857	0.536

Таблица 2 – Варианты заданий

Номер варианта	E1	E2	R1	R2	R3	R4
1	7 В	5 В	1 кОм	2 кОм	1.5 кОм	1 кОм
2	6 В	6 В	1 кОм	2.2 кОм	1.5 кОм	1 кОм
3	8 В	7 В	1 кОм	2.4 кОм	1.5 кОм	1 кОм
4	7 В	8 В	1 кОм	2.7 кОм	1.5 кОм	1 кОм
5	5 В	6 В	1 кОм	1.8 кОм	1.5 кОм	1 кОм
6	9 В	4 В	1 кОм	1.5 кОм	1.6 кОм	1 кОм
7	8 В	5 В	1 кОм	2 кОм	1.6 кОм	1 кОм
8	7 В	7 В	1 кОм	2.2 кОм	1.6 кОм	1 кОм
9	6 В	7 В	1 кОм	2.4 кОм	1.6 кОм	1 кОм
10	5 В	9 В	1 кОм	2.7 кОм	1.6 кОм	1 кОм

---

Расчет:

Зададим:

E1 = 8 В, E2 = 5 В, R1 = 1 кОм, R2 = 2 кОм, R3 = 1.6 кОм, R4 = 1 кОм

Рассчитаем общее сопротивление цепи:

R_общ =R1+R2+R3+R4 = 1+2+1.6+1 =5.6 кОм

Для согласного включения E1 и E2 напряжения источников складываются.

По закону Ома рассчитываем ток:

I = (E1+E2)/ R_общ = (8+5)/5.6 =2.322 мА

<sub>Определим падения напряжений на резисторах

UR1=I∙R1=2.322∙1=2.322 B

UR2=I∙R2=2.322∙2=4.642B

UR3=I∙R3=2.322∙1.6=3.71 B

UR4=I∙R4=2.322∙1=2.322 B

Проверяем результаты расчета по 2-му закону Кирхгофа для контура

UR1+ UR2+ UR3+ UR4 = E1+E2

2.322+4.642+3.71+2.322 =8+5

13 = 13

Для встречного включения Е1 и Е2 напряжения источников вычитаются.</sub>

I = (E1-E2)/ R_общ = (8-5)/5.6 =0.535 мА

<sub>Определим падения напряжений на резисторах

UR1=I∙R1=0.535∙1=0.535B

UR2=I∙R2=0.535∙2=1.07В

UR3=I∙R3=0.535∙1.6=0.856 B

UR4=I∙R4=0.535∙</sub>

---

<sub>1=0.535 B

Проверяем результаты расчета по 2-му закону Кирхгофа для контура

UR1+ UR2+ UR3+ UR4 = E1-E2</sub>

0.535+1.07+0.856+0.535=8-5

3=3

2.2. Для схемы рисунке 2, для двух значений ЭДС Е1, используя эквивалентные преобразования сопротивлений, определить токи в ветвях электрической цепи и напряжения на ее элементах. Проверить результаты расчета по 1-му закону Кирхгофа для каждого узла и 2-му закону Кирхгофа для каждого контура.



Рисунок 2 – Схема 2

Результаты расчета записать в таблицу 3.

Таблица 3– Результаты расчета и экспериментального исследования

---

Данные для элементов схемы выбрать в соответствии с вариантом задания из таблицы 2. Значение R5 взять 1 кОм.

Расчет:

Данные элементов схемы:

Е₁₍₁₎ =8В, Е₁₍₂₎ =5В,R₁ = 1 кОм, R₂ = 2 кОм, R₃ = 1.6 кОм, R₄ = 1 кОм, R₅ = 1 кОм

Определим общее сопротивление ветвей R5 и R3,R4. Сопротивление ветви R3, R4 равно:

R_3,4 = R3 + R4 = 1.6 + 1 = 2.6 кОм

Общее сопротивление ветвей R5 и R3,R4 равно:

R = R5_∙R_3,4/(R3+R_3,4) = 1_∙2.6/(1.6+2.6) = 0.62 кОм

Находим ток I₁ по закону Ома:

I₁ = E1/(R1+R2+R) = 8/(1+2+0.62) = 2.2мА

По 2-му закону Кирхгофа напряжение на сопротивлении R5 равно

U_R5 =E1- (U_R1+ U_R2) = 8 – (2.2_∙1+2.2_∙2) = 1.6 B

I₂= U_R5/R5 = 1.6/1 = 1.6 мА

I₃= U_R5/(R3+R4) = 1.6 /(1.6+1) = 0.61 мА

U_R1=I_{1 ∙R1=2.2∙1=2.2 В}

U_R3=2.2_{∙1.6=3.52В}

U_R4=0.61<sub>∙1=0.61В

UR5=1.6∙1=1.6B

UR2=0.61∙2=1.22B</sub>

Для Е₁₍₂₎ =5В:

Находим ток I₁ по закону Ома:

I₁ = E1/(R1+R2+R) = 5/(1+2+0.62) = 1.38мА

По 2-му закону Кирхгофа напряжение на сопротивлении R5 равно

U_R5 =E1- (U_R1+ U_R2) = 5 – (1.38_∙1+1.38_∙2) = 0.86 B

I₂= U_R5/R5 = 0.86/1 = 0.86 мА

I₃= U_R5/(R3+R4) = 0.86 /(1.6+1) = 0.4 мА

U_R1=I_{1 ∙R1=1.38∙1=1.38 В}

U_R3=1.38_{∙1.6=3.52В}

U_R4=0.4<sub>∙1=0.4В

UR5=0.86∙1=0.86B

UR2=0.4∙2=0.8B</sub>

5 Контрольные вопросы

5.1 Закон Ома (три его фор

---