7. Нельзя оставлять без присмотра цепь, включенную под напряжение.
8. Не следует загромождать свое рабочее место на стенде вещами, не относящимися к данной работе.
9. Запрещается во время работы загромождать подходы к стендам стульями, скамейками и т.п. Доступ к стендам, включенным под напряжение, должен быть свободен.
Работа № 1. СМЕШАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Цель работы.
Получение навыков сборки электрических цепей, измерений токов и напряжений на отдельных участках электрической цепи; убедиться в соблюдении законов Кирхгофа в разветвленной линейной электрической цепи. Исследовать особенности смешанного соединения элементов в электрических цепях постоянного тока.
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Изучить тему «Линейные электрические цепи постоянного тока», содержание данной лабораторной работы и быть готовым ответить на все контрольные вопросы к ней.
Изучить теоретический материал /Л1, с. 17-21; 25-34; конспект лекционного курса/.
2.2. Начертить принципиальные схемы исследуемых цепей исследуемых цепей с включенными измерительными приборами.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3.2. Собрать цепь со смешанным соединением резисторов (рис. 1), выбрав элементы цепи и величину напряжения питания в соответствии с заданным вариантом (табл. 1). Представить схему для проверки преподавателю .
Таблица 1 | ||||||
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Е2,В | 12 | 10 | 8 | 12 | 10 | 8 |
Rl* | R2 | R3 | R2 | R3 | R2 | R3 |
R2* | R4-1 | R4-1 | R4-1 | R4-2 | R4-2 | R4-3 |
R3* | R7 | R7 | R7 | R9 | R9 | R9 |
Рис. 1 |
3.3. После проверки схемы преподавателем включить источник питания Е2, установить заданное значение величины напряжения питания и измерить
напряжения на входе цепи U и на всех участках цепи (U1 и U23), а также все токи (I1,I2 и I3). Результаты занести в табл. 2.
3.4. С помощью соответствующего тумблера установить новое значение резистора R2* и снова измерить напряжения и токи в цепи.
3.5. Плавно изменяя величину входного напряжения установить с помощью потенциометра значения напряжений равные Е2, (2/3).Е2, (1/3).E2 , измерить значения напряжения и токов нa всех участках цепи при этих значениях входного напряжения. Результаты измерений занести в табл. 3
Выключить электропитание.
3.6. По результатам измерений вычислить мощность каждого участка цепи PI, P2, Р3 и всей цепи P, определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ, Результаты вычислений занести в табл. 2. Проверить выполнение баланса мощностей.
Формулы для расчёта
P1=U1 .I1; P2=U23 .I2; P3=U23 .I3; P=P1+P2+P3; Pист=U .I1;
RЭ=U/ I1; R1=U1/ I1; R2=U23/ I2; R3=U23/ I3;
Баланс мощностей: Pист =Σ Pпр= P1+P2+P3.
Здесь Pист – мощность ,отдаваемая источником;
Σ Pпр – суммарная мощность приёмников.
Таблица 2 | ||||||||||
Измерено
| Вычислено
| |||||||||
U, B | U1, B | U23, В | I1, мА | I2, мА | I3, мА | Р1, Вт | Р2, Вт | РЗ, Вт | Р, Вт | RЭ, Ом |
3.7. Сделать выводы о выполнении первого и второго законов Кирхгофа.
3.8. По результатам измерений определить величины сопротивлений R1, R2, R3;
построить в одной координатной системе вольтамперные характеристики резисторов R1, R2, R3 и характеристику всей цепи U = f( I1).
Таблица 3 | ||||||
№ опыта | U, B | U1, B | U23, B | I1, мА | I2, мА | I3, мА |
1 | ||||||
2 | ||||||
3 |
4. Содержание отчета
Отчет по работе должен содержать:
а) наименование работы и цель работы;
б) схемы экспериментов и таблицы полученных экспериментальных данных;
в) результаты расчетов;
г) выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
1. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока и потребляемую им мощность?
2. Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра больших и малых электрических сопротивлений.