Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Задание и исходные данные




Инструкции к лабораторным работам

краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Бийский государственный колледж»

 

                                                 Лабораторная работа № 1

Тема: Исследование изменения токов и напряжений при изменении сопротивлений на различных участках

 Цель работы: 1. Отработка практических навыков проведения эксперимента.

                        2.Исследования изменения токов и напряжений в цепи при                                изменении сопротивлений на различных участках.

 

Порядок выполнения

 

Теоретическая часть.

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника электрической энергии с ЭДС (Е) и внутренним сопротивлением r0 и потребителя, представляющего собой смешанное соединение трех резисторов R1, R2, R3 (Рис. 1). Считая проводники идеальными можно записать равенство E = U0+UН (1), где U0-внутреннее падение напряжения на r0; UН-напряжение на зажимах источника электрической энергии.

В свою очередь UН=UR1+UAB=I1∙R1+UAB (2)

В соответствии с первым законом Кирхгофа

I1=I2+I3=UAB/R2+UAB/R3=UAB(1/R2+1/R3) (3)



Из (3) UAB=I1/(1/R2+1/R3)=I1∙R2∙R3/(R2+R3) (4)

Подставим (4) во (2) UН=I1∙R1+I1∙R2∙R3/(R2+R3)=I1∙(R1+R2∙R3/(R2+R3)) (5)

Подставим (5) в (1) E=I1∙r0+I1(R1+R2∙R3/(R2+R3))=I1∙(r0+R1+R2∙R3/(R2+R3)) (6)

Закон Ома для полной цепи примет вид: I1=E/(r0+R1+R2∙R3/(R2+R3)) (7)

Задание и исходные данные

 

В работе исследуемая электрическая цепь (Рис. 2). Известны r1, r2, r3. UAB, E1- измеряют вольтметром. Опытные токи измеряют миллиамперметром mA1, mA2, mA3. Расчетные значения получают следующим образом:

Измерив напряжение на зажимах источника Е1 определяют U0=E–UH, определяют r0=U0/I1опыт определяют по mA1.

Расчетные токи определяют: Ток I1расч по формуле (7).

Определим расчетное напряжение UAB: UABрасч=E–I1расч(r0+r1)

Определяют: I2расч=UABрасч/r2=(E–I1расч(r0+r1))/r2

I3расч=UABрасч/r3=(E–I1расч(r0+r1))/r2

Сравниваем показания mA1, mA2, mA3 с расчетными.

Сравниваем показания вольтметра с расчетным UABопыт= UABрасч

Оборудование

Стенд, состав схемы: E1-источник ЭДС, mA-миллиамперметры, V-вольтметр, r1-резисторы R1=0,51 кОм или R2=1 кОм, r2-резисторы R4=1 кОм или R5=2 кОм, r3-резистор R7=1 кОм.

Ход работы.

1. Установить на измерительных приборах переключатели рода тока «=/ » в положение «=» и максимальные пределы измерения.

2. Установить тумблер «=I/Выкл» в положение «=I» и измерить вольтметром E1 и записать в таблицу.

3. Тумблер «=I/Выкл» установить в положение «Выкл».

4. Собрать схему для проведения опыта №1 (Рис. 4).

5. Установить тумблер «=I/Выкл» в положение «=I».

6. Снять показания mA1, mA2, mA3, напряжение на зажимах E1 и UAB и записать в таблицу 1-го опыта.

7.

 

Тумблер «=I/Выкл» установить в положение «Выкл».

8. Собрать схему для проведения опыта №2 (Рис. 5).

9. Установить тумблер «=I/Выкл» в положение «=I».

10. Снять показания mA1, mA2, mA3, напряжение на зажимах E1 и UAB и записать в таблицу 2-го опыта.

11. Установить тумблер «=I/Выкл» установить в положение «Выкл».

12. Собрать схему для проведения опыта №3 (Рис. 6).

13. Установить тумблер «=I/Выкл» в положение «=I».

14.

 

Снять показания mA1, mA2, mA3, напряжение на зажимах E1 и UAB и записать в таблицу 3-го опыта.

15. Установить тумблер «=I/Выкл» установить в положение «Выкл».

16. Выключить стенд.

17. В соответствии с методическими указаниями рассчитать I1,I2,I3,U1,UAB и занести в таблицу.

№ опыта

Измеряемые величины

Расчетные величины

E UН r1 r2 r3 I1 I2 I3 U1 UАВ I1 I2 I3 U1 UАВ
В В кОм кОм кОм мА мА мА В В мА мА мА В В
1                              
2                              
3                              

 

Содержание отчета:

1. Тема.

2. Цель работы.

3. Схемы исследования.

4. Таблица

5. Расчетные формулы, расчеты.

6. Вывод.

Выводы по результатам измерений:

1) Как изменяется напряжение UAB при увеличении и уменьшении r2 при постоянных r1, r3.

Контрольные вопросы

1. Последовательное, параллельное соединение резисторов.

2. Закон Ома для участка и полной цепи.

3. Чем отличаются расчетные и опытные данные.

4. Влияние на токи и напряжения изменений r1, r2.

Литература.

Немцев М.В., Немцова М.Л. Электротехника и электроника. – Москва. Издательский центр «Академия : 2018.

                                            Лабораторная работа №2

Тема: Соединение источников ЭДС в режимах источника и приемника электрической энергии.

Цель: 1. Приобретение практических навыков измерения.

        2. Изучение согласного и встречного соединения источников ЭДС.

Порядок выполнения

 

Теоретическая часть

Электрическая цепь состоит из источника электрической энергии с ЭДС и внутренним сопротивлением r0 и потребителя с сопротивлением RН (рис. 1). Считая проводники идеальными можно считать: E=U0+UН,

где U0­­­­­-внутреннее падение напряжения на r0. UН-напряжение на нагрузке.

Так как сопротивление внутреннее и сопротивления нагрузки соединены последовательно, то общее сопротивление равно: RОБ=r0+RН

 

При последовательном соединении сопротивлений через них пропускают один и тот же ток I. Следовательно:U0=I∙r0,UН=I∙RН.

E=Ir0+I∙RН=I(r0+RН); I=E/(r0+RН)

Последняя формула называется законом Ома для полной цепи. Полная мощность в электрической цепи равна: P=E∙I. Мощность полезная равна: PН=UН∙I. Коэффициент полезного действия источника электрической энергии: η=PН/P×100%

Если в электрической цепи согласно включены несколько ЭДС (рис. 2), то общая ЭДС равна арифметической сумме. Если в электрическую цепь встречно включены ЭДС (Рис. 3), то общая ЭДС равна разности.

     
 

Задание и исходные данные

 

В работе в электрическую цепь с нагрузкой RН, включается источник электрической энергии согласно (рис. 4) и встречно (рис. 5) При согласном включении: Е=Е12

 

При встречном включении: Е=Е1–Е2, RН=1кОм

В режиме генератора U0=E–UН

В режиме потребителя U0=UН–E

Измерив ток в электрической цепи, определяют внутреннее сопротивление источников ЭДС. r0=U0/IОПЫТ, где IОПЫТ измеренный ток прибором. Расчетный ток в электрической цепи определяется: IР=E1±E2/(r0+RН); IР=E1+E2/(r01+ r02+RН); где r0-общее внутреннее сопротивление, r01-сопротивление E1, r02-сопротивление E2, где «+»-для согласованного включения, «–»-для встречного включения.

Полная мощность цепи равна: P=E∙IР

Мощность нагрузки равна: PН=UН∙IР

Мощность, затраченная в источниках ЭДС: P0=U0∙IР

Коэффициент полезного действия: η=PН/P∙100%

Оборудование

Стенд, Состав схемы: источники ЭДС; МА–миллиамперметр, V–вольтметр.

Ход работы

Не включая стенд в сеть 220В:

1. Установить на измерительных приборах переключатели рода тока «–/≈» -в положение «–» и максимальные пределы измерения приборов.

2. Установить тумблер в положение «=I/выкл.» в положение «=I». Измерить Е1 и Е2, подключив вольтметр V к клеммам.

3. Записать в таблицу E1,E2,RН(R7).

4. Отключить стенд и собрать схему (рис. 6), на наборном поле, согласного включения ЭДС.

5. Включить стенд.

6. Измерить вольтметром V напряжение на Е1, Е2, RН, ток I и занести в таблицу.

7. Тумблер «=Iвыкл.» установить в положение «выкл.» и собрать схему рис. 7

 

8. Повторить пункты 5, 6, 7.

9. В соответствии с методическими указаниями произвести расчет величин: «Расчетных данных» при согласованном и встречном включении источников Е1 и Е2.

 

 

Опытные данные

Расчетные данные

Соединение источников

E1 U1 E2 U2 UH IH rH U01 U02 r01 r02 I UH P1 P2 P01 P02 PH η
В В В В В мА кОм В В Ом Ом мА В Вт Вт Вт Вт Вт  
Согласное включение                                      
Встречное включение                                      

 

Содержание отчета

1. Наименование темы

2. Цель работы

3.  Схемы исследования

4. Таблицу

5. Формулы и расчетных данных согласного и встречного включения Е1 и Е2.

6. Краткие выводы по работе.

 

 

Контрольные вопросы

1. В каких единицах измеряются электрические величины.

2. Закон Ома для участка и полной цепи.

3. Чему равна полная мощность цепи.

4. Чему равна полезная мощность электрической цепи.

5. Чему равен коэффициент полезного действия.

 

Литература

Немцев М.В., Немцова М.Л. Электротехника и электроника. – Москва. Издательский центр «Академия : 2018

 

                           Лабораторная работа № 3

Тема: Опытная проверка законов Кирхгофа

Цель работы: 1. Отработка практических навыков проведения эксперимента.

                       2. Овладеть навыками и умениями расчета электрических цепей и аналитического сравнения с экспериментальными данными.

Порядок выполнения

Теоретическая часть.

Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле, равна нулю(рис.1):

          Рис.1

Обычно при расчете электрических цепей направления токов в ветвях, присоединенных к какой-либо точке разветвления, неизвестны. Поэтому для возможности самой записи уравнения первого закона Кирхгофа нужно перед началом расчета цепи произвольно выбрать так называемые положительные направления токов во всех ее ветвях и обозначить их стрелками на схеме. Действительные направления токов определятся в результате расчета.

Согласно второму закону Кирхгофа алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в этот контур(рис.2):

Рис.2

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника электрической энергии с ЭДС (Е) и внутренним сопротивлением r0 и потребителя, представляющего собой смешанное соединение трех резисторов R1, R2, R3 (Рис. 3). Считая проводники идеальными можно записать равенство E = U0+UН (1), где U0-внутреннее падение напряжения на r0; UН-напряжение на зажимах источника электрической энергии. Рис.3

UН=UR1+UAB=I1∙R1+UAB (2)

В соответствии с первым законом Кирхгофа

I1=I2=I3=UAB/R2+UAB/R3=UAB(1/R2+1/R3) (3)

Из (3) UAB=I1/(1/R2+1/R3)=I1∙R2∙R3/(R2+R3) (4)

Подставим (4) во (2) UН=I1∙R1+I1∙R2∙R3/(R2+R3)=I1∙(R1+R2∙R3/(R2+R3)) (5)

Подставим (5) в (1) E=I1∙r0+I1(R1+R2∙R3/(R2+R3))=I1∙(r0+R1+R2∙R3/(R2+R3)) (6)

Закон Ома для полной цепи примет вид: I1=E/(r0+R1+R2∙R3/(R2+R3)) (7)

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (158)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.037 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7