Электрическая цепь постоянного тока с линейными и нелинейными элементами
Закрепление теоретических основ и практических навыков по электрическим цепям постоянного тока. Проверка соблюдения законов Ома и Кирхгофа в разветвленной электрической цепи постоянного тока. Схема электрической цепи. Смешанное соединение резисторов.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | лабораторная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.10.2023 |
Размер файла | 95,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Акционерное общество «Южно-Казахстанская медицинская академия»
«Кафедра инженерных дисциплин»
Отчет
Лабораторная работа
Электрическая цепь постоянного тока с линейными и нелинейными элементами
Выполнила: Султанкулова Ф.
Группа: ТФП-06-22
Проверил: ст. преподаватель
Гильманов Р.А.
Шымкент-2023
Цель работы: Закрепить теоретические основы и практические навыки по электрическим цепям постоянного тока. Убедиться в соблюдении и ознакомиться с применением законов Ома и Кирхгофа для расчета разветвленной линейной цепи и простейшей нелинейной цепи при постоянных токах:
проверка соблюдения законов Ома и Кирхгофа в разветвленной электрической цепи постоянного тока;
ознакомление с измерительными приборами непосредственного отсчета (амперметрами и вольтметрами);
освоение методики измерения токов, напряжений и сопротивлений в электрических цепях.
Проверить выполнение законов Кирхгофа, принципов наложения и взаимности, теоремы о линейных соотношениях.
Схема электрической цепи
В работе используется двухконтурная схема, показанная на рис. 1. Значения ЭДС источников постоянного напряжения и сопротивлений в исходной схеме задаются согласно табл. 1 (номер варианта указывает преподаватель). В процессе работы значение Е1 придется изменить в соответствии с программой.
Таблица 1
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
E1 |
B |
4 |
6 |
6 |
10 |
12 |
5 |
7 |
9 |
11 |
3 |
|
E2 |
B |
9 |
11 |
6 |
4 |
8 |
10 |
12 |
14 |
5 |
7 |
|
R1 |
Ом |
120 |
100 |
140 |
80 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
80 |
|
R2 |
Ом |
50 |
60 |
80 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
20 |
|
R3 |
Ом |
80 |
40 |
60 |
100 |
120 |
80 |
120 |
150 |
30 |
50 |
Программа работы
1. Собрать схему и установить значения ЭДС Е1, Е2 и сопротивлений R1, R2, R3, выбрав из табл. 1 вариант, указанный преподавателем.
2. Экспериментальная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения.
Опыт 1. Ключ К1 установить в верхнее положение, ключ К2 - в нижнее, как это показано на рисунке. В схеме действует только ЭДС Е1, вместо Е2 включен проводник с сопротивлением равным нулю («закоротка»).
Опыт 2. Ключ К2 установить в верхнее положение, ключ К1 - в нижнее. В схеме действует только ЭДС Е2, вместо Е1 включена закоротка.
Опыт 3. Перевести ключ К1 в верхнее положение. При этом включены обе ЭДС.
Показания приборов внести в верхние три строки табл. 2. В четвертую строку этой таблицы записать сумму показаний приборов в опытах 1 и 2. Сравнить результат с показаниями приборов в опыте 3.
Таблица 2
Опыт |
ЭДС |
Показания приборов |
Результаты вычислений |
||||||
U1 |
U2 |
I1 |
I2 |
I3 |
IR (1) |
IR (2) |
I |
||
B |
B |
мA |
мA |
мA |
B |
B |
мA |
||
1 |
5 |
0 |
19,23 |
15,38 |
-19,23 |
||||
2 |
0 |
10 |
-28,92 |
-94,00 |
-65,08 |
||||
3 |
5 |
10 |
-5,24 |
-79,54 |
-74,29 |
||||
Расчет |
5 |
10 |
-9,69 |
-78,62 |
-84,31 |
Проверка принципа наложения |
Просуммировать значения токов в опытах 1ч3 в соответствии с первым законом Кирхгофа. Результаты записать в правый столбец табл. 2.
Убедиться, что закон выполняется. Подсчитать сумму падений напряжений в левом (1) и правом (2) контурах схемы для всех трех опытов. Результаты внести в табл. 2 и сравнить их с соответствующими ЭДС в каждом из опытов.
3. Проверка теоремы о линейных соотношениях при Е1=var, E2=const для токов I2, I3 и принципа взаимности для токов I1, I2.
Опыт 4. Изменить значение ЭДС Е1. Для этого установить курсор на символ этого источника и после двойного щелчка левой клавишей мыши задать величину Е1=Е2. Показания приборов внести в табл. 3. Сюда же переписать и результаты опытов 2 и 3 из табл. 2.
Таблица 3
Номер опыта |
U1 |
U2 |
I2 |
I3 |
Примечание |
|
B |
B |
мA |
мA |
|||
4 |
10 |
10 |
-65,08 |
-83,51 |
Коэффициенты зависимости I3=a I2+b a=b= |
|
3 |
5 |
10 |
-79,54 |
-74,29 |
||
2 |
0 |
10 |
-94,00 |
-65,08 |
Опыт 5. Ключ К2 перевести в нижнее положение. При этом в схеме действует лишь источник ЭДС Е1 с ее новым значением. Показания приборов внести в табл. 4. Переписать сюда же показания приборов из опыта 2. Сравнить показания амперметров. Вычислить те же токи по формулам, выведенным при подготовке к работе (п. 6), и результаты также внести в табл. 4.
Таблица 4
Опыт |
Показания приборов |
Расчет |
|||||
U1 |
U2 |
I1 |
I2 |
I1 |
I2 |
||
B |
B |
мA |
мA |
мA |
мA |
||
5 |
10 |
0 |
38,46 |
30,77 |
- |
||
2 |
0 |
10 |
-28,92 |
-94,00 |
- |
Вывод
электрический цепь постоянный ток
Закрепили теоретические основы и практические навыки по электрическим цепям постоянного тока. Убедились в соблюдении и ознакомились с применением законов Ома и Кирхгофа для расчета разветвленной линейной цепи и простейшей нелинейной цепи при постоянных токах:
Контрольные вопросы
1. Какое соединение резисторов называется последовательным, параллельным и смешанным?
При последовательном соединения общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников
При параллельном соединении все входящие в него проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи А, а вторым концом -- к другой точке В
Смешанным соединением резисторов называется такое соединение, при котором часть резисторов включается последовательно, а часть параллельно.
2. Запишите выражение закона Ома для пассивного участка и для замкнутой цепи, состоящей из трех резисторов. Схему соединения резисторов выберите любую, предварительно начертив ее.
Закон Ома для участка цепи, безусловно, можно описать известной из школьного курса физики формулой:
I=U/R
Итак, закон Ома для рассматриваемого участка цепи имеет вид:
ц1-ц2=I*R,
где
I - ток, протекающий по участку цепи.
R - сопротивление этого участка.
ц1-ц2 - разность потенциалов между точками 1-2.
3.Запишите выражение обобщенного закона Ома для активной ветви, предварительно начертив ее
3. Расчет цепей переменного синусоидального тока может производиться не только путем построения векторных диаграмм, но и аналитически - путем операций с комплексами, символически изображающими синусоидальные ЭДС, напряжения и ток
4. Чему равно эквивалентное сопротивление трех резисторов, включенных параллельно, если R1 = R2 = R3 = 15 Ом? Где 15кОм -- это общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов (22 кОм и 47 кОм)
5. Сформулируйте законы Кирхгофа и напишите их обобщенное выражение Первый закон Кирхгофа вытекает из закона сохранения заряда. Он состоит в том, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле, равна нулю. Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках замкнутого контура, произвольно выделенного в сложной разветвленной цепи, равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре.
6. Назовите системы электроизмерительных приборов, используемых в электрических цепях постоянного тока. Существует два метода измерения: 1) метод непосредственной оценки, заключающийся в том, что в процессе измерения сразу оценивается измеряемая величина;2) метод сравнения, или нулевой метод, служащий основой действия приборов сравнения: мостов, компенсаторов. По роду измеряемой величины различают электроизмерительные приборы: для измерения напряжения (вольтметры, милливольтметры, гальванометры); для измерения тока (амперметры, миллиамперметры, гальванометры); для измерения мощности (ваттметры); для измерения энергии (электрические счетчики); для измерения угла сдвига фаз (фазометры); для измерения частоты тока (частотомеры); для измерения сопротивлений (омметры), и т.д.
7. Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра малых и больших сопротивлений.Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности. Основными методами измерения сопротивлений постоянному току являются косвенный, метод непосредственной оценки и мостовой.
12. Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра малых и больших сопротивлений.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет значений тока во всех ветвях сложной цепи постоянного тока при помощи непосредственного применения законов Кирхгофа и метода контурных токов. Составление баланса мощности. Моделирование заданной электрической цепи с помощью Electronics Workbench.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 27.04.2013Экспериментальное исследование электрических цепей постоянного тока методом компьютерного моделирования. Проверка опытным путем метода расчета сложных цепей постоянного тока с помощью первого и второго законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей.
лабораторная работа [44,5 K], добавлен 23.11.2014Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, узловых. Расчет баланса мощностей цепи. Определение параметров однофазной линейной электрической цепи переменного тока и их значений.
курсовая работа [148,1 K], добавлен 27.03.2016Анализ трехфазной цепи при включении в нее приемников по схеме "треугольник". Расчет двухконтурной электрической цепи. Метод эквивалентных преобразований для многоконтурной электрической цепи. Метод применения законов Кирхгофа для электрической цепи.
курсовая работа [310,7 K], добавлен 22.10.2013Исследование основных особенностей электромагнитных процессов в цепях переменного тока. Характеристика электрических однофазных цепей синусоидального тока. Расчет сложной электрической цепи постоянного тока. Составление полной системы уравнений Кирхгофа.
реферат [122,8 K], добавлен 27.07.2013Однофазные цепи синусоидального тока. Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения. Расчет линейной цепи постоянного тока методом двух законов Кирхгофа. Расчет характеристик асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.
методичка [1,4 M], добавлен 03.10.2012Основные законы и методы анализа линейных цепей постоянного тока. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Установившийся режим линейной электрической цепи, питаемой от источников синусоидальных ЭДС и токов. Трехфазная система с нагрузкой.
курсовая работа [777,7 K], добавлен 15.04.2010Закон Ома для участков цепи и закон Ома для полной цепи. Применения правил Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока. Постановка задачи о расчете цепи постоянного тока.
лабораторная работа [22,7 K], добавлен 18.07.2007Анализ электрической схемы постоянного тока. Особенности первого и второго законов Кирхгофа для узлов и ветвей цепи. Знакомство с типами электрических цепей: двухполюсные, четырёхполюсные. Рассмотрение способов постройки векторных диаграмм напряжений.
контрольная работа [651,6 K], добавлен 04.04.2013Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010