ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 «ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА»

1. Цель работы: получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи. Исследовать влияние изменения параметров одного потребителя на режим работы других потребителей при последовательном, параллельном и смешанном соединении.

2. Порядок выполнения работы:

1. Изучить главу «Описание оборудования».

2. Изучить теоретические основы по материалам лекций или перечню рекомендованной преподавателем литературы.

3. Убедиться, что выключатель модулей стенда находится в положении «ВЫКЛ».

4. По указанию преподавателя, выбрать модули для выполнения текущего задания. Расставить их на лабораторной стойке так, чтобы было удобно проводить эксперимент. Подготовить соединительные провода (перемычки), входящие в комплект поставки.

5. Подключить модули к сети ~220В 50Гц.

6. Соединить модули согласно принципиальной электрической схеме или схеме соединений.

7. Провести эксперимент.

8. Отключить модули от сети ~220В 50Гц.

9. Составить отчет по лабораторной работе.

3. Порядок проведения эксперимента:

В работе используются:

· модули: «Источник питания», «Резисторы/ Активная нагрузка», «Мультиметры», «Измерительные приборы».

1. Собрать линейную электрическую цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов (рис. 2.1). Установить в соответствии номером варианта (табл. 2.1) величины номинальных сопротивлений резисторов R1 - R3. Представить схему для проверки преподавателю.

Таблица 2.1

2. Включить электропитание модулей (перевести в положение «ВКЛ» выключатели питания). Измерить ток в цепи, величину напряжение на входе цепи и напряжения на резисторах R1, R2 и R3(с помощью мультиметров). Результаты измерений занести в табл. 2.2. Изменить величину сопротивления R2 и снова провести аналогичные измерения. Выключить питание модулей. По результатам измерений вычислить сопротивление каждого потребителя (R1, R2, R3) и общее (эквивалентное) сопротивление RЭ цепи. Результаты вычислений занести в табл.2.2

Рисунок 2.1 Изучение линейной электрической цепи постоянного тока с последовательным соединением элементов

3. Сравнить результаты измерений и убедиться в том, что сумма сопротивлений отдельных потребителей равна сопротивлению всей цепи. Убедиться в соблюдении второго закона Кирхгофа. Объяснить изменение режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления одного из резисторов.

Таблица 2.2

4. Собрать линейную цепь с параллельным соединением резисторов (рис. 2.2), подключив только резистор R1. После проверки собранной цепи включить электропитание модулей стенда. Установить в соответствии номером варианта (табл. 2.3) величину номинального сопротивления резистора R1. Измерить напряжение и токи в цепи. Результаты измерений занести в табл. 2.4. Подключить в схему резистор R2, установить значение сопротивления из табл. 2.3, снова измерить напряжение и токи в цепи. Аналогично подключить третий резистор R3 и измерить напряжение и токи. Результаты измерений занести в табл. 2.4.

Таблица 2.3

5. Изменить в соответствии с заданным вариантом величину сопротивления R2 и снова провести измерения. Выключить электропитание модулей. По результатам измерений рассчитать сопротивления резисторов R1, R2, R3 и сопротивление всей цепи RЭ, проводимости отдельных ветвей g1, g2, g3 и всей цепи gЭ. Результаты вычислений занести в табл. 2.4. Убедиться в соблюдении первого закона Кирхгофа. Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины сопротивления резистора R2.

Рисунок 2.2 Изучение линейной электрической цепи постоянного тока с параллельным соединением элементов

Таблица 2.4

6. Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рис. 2.3). Установить значения номинальных сопротивлений резисторов R1-R3 модуля «РЕЗИСТОРЫ. АКТИВНАЯ НАГРУЗКА» в соответствии с заданным вариантом (табл. 2.5). После проверки схемы преподавателем включить электропитание модулей стенда. Измерить напряжения на входе цепи и на всех участках цепи, а также все токи. Результаты занести в табл. 2.6. Установить новое значение резистора R2 (табл. 2.5) и снова измерить напряжения и токи в цепи. Выключить электропитание модулей. По результатам измерений вычислить мощность каждого участка цепи Р1, Р2, Р3 и всей цепи Р. Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ. Результаты вычислений занести в табл. 2.6. Проверить выполнение баланса мощностей в исследуемой цепи. Сделать вывод об изменении режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины резистора R2.

Таблица 2.5

Рисунок 2.3 Изучение линейной электрической цепи постоянного тока со смешанным соединением элементов

Таблица 2.6