3. Описание лабораторной установки

Исследуемая электрическая цепь состоит из шести ветвей, в каждую из которых включен нерегулируемый резистор, и в три ветви включены источники э. д. с. имеющие ничтожно малые внутренние сопротивления.

Каждый источник может быть включен в соответствующую ветвь или отключен от нее тумблером. При отключении по месту действия источника э. д. с. устанавливается закоротка. Источники э.д.с. получены от сети переменного тока с использованием понизительных трансформаторов, двухполупериодных выпрямителей и стабилизаторов, друг от друга электрически независимых.

Для измерения токов и напряжений установлены многопредельные приборы магнитоэлектрической системы - миллиамперметры и вольтметры. При измерении токов и напряжений тумблеры приборов должны устанавливаться на больший предел измерения, а затем при необходимости переключаться на меньший предел. Кроме того могут использоваться мультиметры.

№	Исследуемая схема	№	Исследуемая схема
1		4
2		5
3		6

Рис. 1.4. Варианты исследуемых цепей

4. Методические указания.

• Измерение токов, напряжений и э.д.с. производится следующим образом:

- соответствующими тумблерами F2 включить на стенде два источника

э. д. с (согласно варианту на рис.1.4), замкнуть перемычками все клеммы в ветвях цепи и убедиться в надежности контактов;

- включить установку тумблером F1 «Питание стенда», разомкнув перемычку в исследуемой ветви и включив в разъем амперметр;

- измерить токи в ветвях, согласовать при этом полярность амперметра с выбранным положительным направлением тока. Если стрелка амперметра отклоняется влево от нуля, то следует изменить полярность прибора, а его показание записать со знаком « - »;

- измерить э. д. с. источников, подключив вольтметр параллельно и согласовать полярность прибора с указанной на схеме полярностью источника э. д. с. При малом внутреннем сопротивлении источника e=U;

- измерить падения напряжения на всех ветвях цепи, подключая вольтметр параллельно соответствующей ветви и согласовав при этом его полярность с выбранным положительным направлением тока (см. п. 1.1.). Если стрелка вольтметра отклоняется влево от нуля, следует изменить полярность прибора, а его показания записать со знаком « - ».

На рис. 1.5 показано такое включение измерительных приборов, при котором показания их следует считать положительными.

а) б) в)

Рис.1.5. Примеры подключения измерительных приборов для измерения тока, напряжения и э. д. с.: а – амперметром; б – вольтметром для измерения падения напряжения; в – вольтметром для измерения Э. Д. С.

• Для расчета сопротивлений по закону Ома () использовать данные измерений (п. 2).

• Уравнения по законам Кирхгофа

Σ±I_k=0;

Σ±U_k= Σ±E_k

составляются для всех узлов и всех независимых контуров исследуемой электрической цепи в буквенных обозначениях токов, напряжений и э. д. с.

c учетом выбранных положительных, направлений токов и напряжений. Затем в уравнения подставляются данные измерений и проверяется справедливость равенств.

• При действии одного из источников э. д. с. (второй отключен и по месту его действия установлена закоротка) измерить токи во всех ветвях цепи I’_k ; повторить измерения при действии второго источника I"_k;

- по измеренным I’_k и I"_k, рассчитать токи I_k, во всех ветвях при действии обоих источников. Согласно принципу наложения I_k = I’_k + I"_k, если стрелки токов I_k, I’_k, I"_k направлены одинаково;

- значения I’_k + I"_k сравнить с измеренными, (п. 2) токами I_k и убедиться в справедливости принципа наложения.

• Определение тока в одной из ветвей методом эквивалентного генератора осуществляется следующим образом:

- разомкнуть ветвь ab, к клеммам а и Ь подключить вольтметр и измерить напряжение холостого хода U_xx

- при разомкнутой ветви аb к клеммам а и Ь подключить амперметр и измерить ток короткого замыкания;

- определить параметры эквивалентного генератора

E_ЭГ=U_{XX ;}

- ток в пассивной ветви определить как

;

и сравнить его со значениями тока, измеренного в п. 2.

• При составлении баланса мощностей использовать формулу

Σ±I_KU_K=Σ±I_KE_K .

Здесь в левой части равенства все слагаемые имеют знак «+», в правой части знак «+» имеют те слагаемые, у которых стрелка тока совпадает со стрелкой э. д. с. и знак « - » слагаемые у которых стрелка тока и э. д. с. направлены встречно.