Лабораторная работа 2 по электротехнике Тема: Линейная электрическая цепь постоянного тока

Полный текст работы с формулами и таблицами



Лабораторная работа 2

Тема: Линейная электрическая цепь постоянного тока

Цель: Получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных при-боров. Научится измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи.
Ход работы:


Рисунок 1. Последовательное соединение резисторов.

Рисунок 2. Параллельное соединение резисторов.
Таблица 4 - Последовательное соединение.
№ Из опыта Из расчета
I
(А) U1
(В) U2
(В) U3
(В) U
(В) R1
(Ом) R2
(Ом) R3
(Ом) Rобщ
(Ом) Рабщ
(Вт) Р1
(Вт) Р2
(Вт) Р3
(Вт)
1 0,05 2 1,5 1,5 1,5 40 30 30 100 0,25 0,1 0,075 0,075
2 0,06 1,8 1,3 1,9 5 30 22 32 83 0,3 0,1 0,008 0,11

Р= U*I; R=U/I; Робщ = Р1+Р2; Rобщ=R1+R2.

Таблица 5 - Параллельное соединение.
№ Из опыта Из расчета
I
(А) I1
(А) I2
(А) I3
(А) U
(В) R1
(Ом) R2
(Ом) R3
(Ом) Rобщ
(Ом) Рабщ
(Вт) Р1
(Вт) Р2
(Вт) Р3
(Вт)
1 0,1 0,02 0,03 0,05 5 250 167 100 50 0,5 0,5 0,05 0,05
2 0,3 0,1 0,1 0,1 5 30 22 32 83 0,3 0,1 0,008 0,11

1/Rобщ=1/R1+1/R2; Робщ = Р1+Р2; Р= U*I; R=U/I;
Вывод: При последовательном соединение силы тока остается не изменой, а напряжение изменяется.
При параллельном соединение сила тока изменяется, а напряжение не изменяется.

Контрольные вопросы:
1. Элемент электрической цепи, параметры которого (сопротивление и др.) не зависят от тока в нем, называют линейным.
2. Например, электропечь.
3. Сила тока измеряется в Амперах (А); напряжение в Вольтах (В);мощность в Ваттах (Вт); сопротивление в Омах (Ом).
4. При параллельном и последовательном соединение мощность тока равна произведению показаний амперметра и вольтметра, сопротивление равно отношению показаний вольтметра на амперметра.
5. Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений и измерение малых сопротивлений. По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.
Для схемы,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rx - измеряемое сопротивление; Rа - сопротивление амперметра.
Для искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rв -сопротивление вольтметра.
Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме при измерении малых сопротивлений.
Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению

где γв, γa, - классы точности вольтметра и амперметра;
Uп, I п пределы измерения вольтметра и амперметра.
Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении дол-жен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежание нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

Рисунок 3. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.
Рекомендуется проводить 3 - 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после то-го как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока. Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения.
6.При последовательном: Rобщ=R1+R2;
7.При параллельном: 1/Rобщ=1/R1+1/R2.
8. Первый закон (ЗТК, Закон токов Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю (значения вытекающих токов берутся с обратным знаком). Иными словами, сколько тока втекает в узел, столь-ко из него и вытекает. Данный закон следует из закона со-хранения заряда. Если цепь содержит p узлов, то она описывается p − 1 уравнениями токов.
Второй закон (ЗНК, Закон напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю. Иными словами, при обходе цепи по контуру, потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Если цепь содержит ветвей, из которых содержат источники тока ветви в количестве , то она описывается уравнениями напряжений.
9. Для любой цепи постоянного тока выполняется со-отношение:

Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность, генерируемая источниками электрической энергии, равна суммарной мощности, потребляемой в цепи.
Следует указать, что в левой части слагаемые имеют знак “+”, поскольку активная мощность рассеивается на резисторах. В правой части сумма слагаемых больше нуля, но отдельные члены здесь могут иметь знак “-”, что говорит о том, что соответствующие источники работают в режиме потребителей энергии (например, заряд аккумулятора).
напряжение

похожие статьи:

• Практическая работа 1 электротехника
• Вопросы по физике
• Лабораторная работа 4 по электротехнике Тема: Трехфазная цепь при соединение потребителей по схеме «треугольник».
• Лабороторная работа 3 по электротехнике Тема: Не разветвленная электрическая цепь переменного тока.
• Лабораторная работа 1 по электротехнике Тема: Электроизмерительные приборы и измерения.