Электрическая цепь постоянного тока с линейными и нелинейными элементами

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

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

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

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

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