2.4 Порядок проведения работы
2.4.1.Ознакомиться с оборудованием и приборами лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Данные приборов и оборудования
Наименование |
Количество |
Тип |
Предел измерения |
Класс точности |
Система |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4.2. Собрать электрическую цепь по схеме (рисунок 2.2) и дать проверить её преподавателю.
2.4.3. Включить цепь. Установить по вольтметрам блока БП – 15 напряжение 20 – 30 В (по указанию преподавателя). Измерить ток. Результаты записать в таблицу 2.2. Разобрать схему.
2.4.4. Преобразовать «треугольник» сопротивлений АВС или ВСD в эквивалентную «звезду». Начертить схему, рассчитать сопротивления эквивалентной «звезды», вычислить эквивалентное сопротивление и общий ток цепи.
2.4.5. Подключить к гнёздам резисторов 220 Ом, 220 Ом, 1 кОм омметр. Регулировкой положения движков подобрать вычисленные значения сопротивлений «звезды». После установки сопротивлений резисторов их движки не перемещать!
Таблица 2.2 Результаты проверки эквивалентности схем «треугольника» и «звезды»
Измерить |
Вычислить |
||||||
U, B |
I, A |
IЭ, A |
RA, Oм |
RВ, Ом |
RС, Ом |
RЭ, Ом |
I,
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4.6. Собрать электрическую цепь по п. 2.4.4. Дать проверить её преподавателю.
2.4.7. Включить цепь. Выставить по вольтметрам блока БП – 15 исходное напряжение цепи. Измерить ток IЭ в эквивалентной цепи. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 2.2.
2.4.8. Оценить эквивалентность исследуемых цепей и сделать необходимые выводы. Ответить на контрольные вопросы.
2.5 Контрольные вопросы
2.5.1. Какие цепи считают эквивалентными?
2.5.2. В чем заключается метод преобразования?
2.5.3. Для чего применяют мостовые схемы в технике?
2.5.4. Может ли и при каком соотношении между сопротивлениями мостовой цепи отсутствовать ток в диагонали ВС?
Лабораторная работа № 3 Изучение законов Кирхгофа в применении к многоконтурной электрической цепи
3.1 Цель работы
Проверка опытным путём основных соотношений для расчета сложной электрической цепи с применением законов Кирхгофа.
3.2 Теоретические сведения
Для расчета электрических цепей наряду с законом Ома применяют два закона Кирхгофа, являющиеся следствиями закона сохранения энергии.
Методы расчета с применением законов Кирхгофа позволяют рассчитать электрическую цепь любой конфигурации и сложности, т.е. являются основными.
Первый закон Кирхгофа применяется к узлам электрических цепей и выражает баланс токов в них: в узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю:
=
0
В эту сумму токи входят с разными знаками в зависимости от направления их по отношению к узлу: условно принято, что токи, направленные к узлу считать положительными, а токи, направленные от узла отрицательными.
Второй закон Кирхгофа применяется к контурам электрических цепей и выражает баланс напряжений в них: в контуре электрической цепи алгебраическая сумма электродвижущих сил равна алгебраической сумме падений напряжения на сопротивлениях, входящих в этот контур:
Порядок расчета электрических цепей с применением законов Кирхгофа сводится к следующему:
1. задаются произвольными направлениями обхода контуров;
2. произвольно проставляют направления токов в отдельных ветвях цепи;
3. по первому закону Кирхгофа составляют (n-1) независимых уравнений, где n – количество узлов электрической цепи;
4. по второму закона Кирхгофа составляют (b-(n-1)) уравнений, где b – количество ветвей электрической цепи;
5. полученную систему уравнений решают алгебраическим путем и определяют величину и реальные направления токов ветвей.