Файл: lab1-1a.doc

Часть 2. Внешняя вольт-амперная характеристика реального источника напряжения uz1

2.1. Для снятия внешней характеристики источника напряжения собрать цепь по схеме рис. 10. Питание цепи обеспечивает не регулируемый источник напряжения UZ1 (=9В/0,5A). Проверить схему; включить питание.

Рис.10

Устанавливая, приведенные в табл. 2 значения сопротивлений резистора R1 как нагрузки, записать показания приборов. Выключить источник питания.

Табл.2

Внутреннее сопротивление источника напряжения

Rв = (Uх –U0) / I0 =

Ток короткого замыкания Iк = Uх / Rв = , мА.

Полученные результаты сообщить преподавателю.

Часть 3. Внешняя вольт-амперная характеристика реального источника тока uz2

3.1. Для снятия внешней характеристики источника тока, в схеме цепи рис. 10. источник напряжения UZ1 ( = 9В/0,5A), заменить, как показано пунктиром, на не регулируемый реальный источник тока UZ2, J = Iк= 50мА.

Проверить правильность соединений в цепи с источником тока; включить питание.

Устанавливая, значения сопротивлений резистора R1, записать показания приборов табл. 3. Выключить источник питания.

Табл. 3

3.2 По результатам п. 3.1 вычислить:

Внутреннее сопротивление источника тока

Rв = U0 / ( Iк –I0) = ,Ом.

Напряжение холостого хода источника тока Uх= Rв * Iк = ,В.

Полученные результаты сообщить преподавателю.

Часть 4. Физическая модель идеального источника эдс

Модель реализуется по схеме рис.11. При изменении сопротивления резистора R2, как нагрузки, напряжение на выходе U2 поддерживается постоянным. Это обеспечивается путём изменения сопротивления резистора Rм магазина сопротивлений²*. С помощью цифрового вольтметра В7-38 устанавливается постоянное значение напряжения на выходе U2 = 5В = const.

Рассчитать Rм в зависимости от R2; Rв = Ом, (п. 2.2).

Rм (R2) = (1 / (0,0125 + (1,25 / R2))) – Rв, Ом. (3)

Результаты расчёта внести в табл. 4.

Табл. 4

Собрать цепь по схеме рис. 11, дополнить табл. 4 результатами опыта.

U2=5В=const

Рис. 11

Содержание отчета

1. Отчет включает все схемы, данные и вычисления, выполненные в рабочем задании в лаборатории.

2. Вычислить сопротивление резистора Rэк эквивалентного трем резисторам R1=R2=R3=100 Ом. На графике п. 1.3 рабочего задания построить ВАХ для Rэк. Рассмотреть соединение резисторов R1,R2,R3:

   0. 2.1 последовательное; 2.2 параллельное; 2.3 смешанное.

3. По результатам измерений внешней характеристики источника напряжения UZ1 в табл.2, построить ВАХ, подобно рис.4 теоретической справки. Аппроксимировать характеристику прямой линией, Вычислить на основе ее внутреннее сопротивление Rв. Полученный результат сравнить со значением Rв, найденным в п.1.3 рабочего задания.

4. Нарисовать последовательную и параллельную схемы замещения реального источника напряжения UZ1. Указать на схеме значения параметров элементов схем.

5. По результатам измерений внешней характеристики источника тока UZ2 в табл.3 построить ВАХ, подобно рис.5 теоретической справки. Аппроксимировать характеристику прямой линией, Вычислить на основе ее внутреннее сопротивление Rв. Полученный результат сравнить со значением Rв, найденным в п.3.2 рабочего задания.

6. Нарисовать последовательную и параллельную схемы замещения реального источника тока UZ2. Указать на схеме значения параметров элементов схем.

7. Для физической модели идеального источника ЭДС в соответствии со схемой рис.11, учитывая приведенные значения параметров элементов, получить аналитическое выражение (3) для Rм (R2).

8. Начертить последовательную схему замещения источника напряжения UZ1 с обозначением параметров элементов схемы. Указать на схеме положительные направления напряжения и тока для рассмотрения входной ВАХ источника. Получить аналитическое выражение и построить график входной ВАХ источника напряжения UZ1.

9. Начертить параллельную схему замещения источника тока UZ2 с обозначением параметров элементов схемы. Указать на схеме положительные направления напряжения и тока для рассмотрения входной ВАХ источника. Получить аналитическое выражение и построить график входной ВАХ источника тока UZ2.

Контрольные вопросы.

1. Что понимают под электрической цепью? Из каких основных элементов она состоит и каковы их функции?

2. Что такое вольт-амперная характеристика элемента электрической цепи? Как ее называют применительно к источнику энергии?

3. Какое определение резистора? Как изображается резистор на схеме? Аналитическое выражение и вид вольт-амперной характеристики линейного резистора? Какой параметр резистора является основным и как определить этот параметр по вольт-амперной характеристике?

4. Какое определение идеального источника ЭДС? Каковы изображения на схеме и внешняя характеристика источника ЭДС? Какими параметрами можно описать этот источник?

5. Какое определение идеального источника тока? Каковы изображения на схеме и внешняя характеристика источника тока? Какими параметрами можно описать этот источник?

6. Какова внешняя характеристика реального линейного источника напряжения? Что такое напряжение холостого хода и ток короткого замыкания источника?

7. Какова внешняя характеристика реального линейного источника тока? Что такое напряжение холостого хода и ток короткого замыкания источника?

8. Какими схемами замещения может быть представлен линейный источник энергии? Начертите их. Как определить параметры элементов схем по внешней характеристике источника?

9. Начертите на одном графике внешние характеристики двух линейных источников, у которых:

а) одинаковые значения напряжения холостого хода, а внутренние сопротивления различаются в 3 раза;

б) одинаковые значения тока короткого замыкания, а внутренние сопротивления различаются в 3 раза;

в) одинаковые внутренние сопротивления, а значения напряжения холостого хода различаются в 2 раза.