6.1.5. Расчетная часть

1) Составить уравнения по первому и второму законам Кирхгофа. Убедиться, что при подстановке в эти уравнения значений измеренных токов получаются тождества (проверить уравнения с токами I₁, I₂, I₃).

2) Рассчитать значения токов ветвей с помощью законов Кирхгофа, результаты расчета занести в табл. 6.2.

3) Рассчитать значения потенциалов указанных точек, результаты расчета занести в табл. 6.3.

4) Составить баланс мощностей (используя расчетные токи).

5) Сравнить результаты опытов и расчетов, сделать заклю­чение.

Т а б л и ц а 6.1

Параметры исследуемой цепи

Значение ЭДС, В		Сопротивление резисторов, Ом						Сопротивление амперметров, Ом
E1	E2	r1	r2	r3	r4	r5	r6	rA1	rA2	rA3

Т а б л и ц а 6.2

Сравнение значений токов, полученных расчетами и в опыте

Способ определения значения тока	Значение тока в ветвях, мА
	I1	I2	I3	I4	I5	I6
Опытным путем
Расчетным путем

Т а б л и ц а 6.3

Сравнение значений потенциалов, полученных расчетом и в опыте

Способ определения значения потенциала	Потенциалы точек, В
	 1	 2	 3	 4	 5	 6
Опытным путем
Расчетным путем

6.1.6. Заключение по работе

Проведя в соответствии с заданием измерение значений тока, напря­жения, потенциалов и выполнив их расчеты, следует сравнить опытные и расчетные значения, объяснить причины возможных расхождений.

6.1.7. Вопросы к защите работы

1. Определение понятий «источник ЭДС», «источник тока», «ветвь», «узел», «контур», «независимый контур», «баланс мощностей».

2. Формулировка законов Ома и Кирхгофа.

3. Определение опытным путем положительного направления тока, напряжения, знака потенциала, величины ЭДС источника.

6.2. Лабораторная работа 2 Линейные цепи синусоидального тока

6.2.1. Цель работы

1) Экспериментальное и расчетное определение эквивалентных параметров цепей переменного тока, состоящих из различных соединений активных и реактивных элемен­тов.

2) Применение символического метода для расчета цепей переменного тока.

3) Проверка баланса мощностей.

4) Сравнение результатов опыта и расчета.

6.2.2. Опытная часть

1) Собрать схему для определения параметров элементов цепи по методу трех приборов (вольтметра, амперметра, ваттметра) (рис. 6.3). Напряжение в схеме регулируется лабораторным автотрансформатором (ЛАТР).

Рис. 6.3. Схема для измерений методом трех приборов

2) Поочередно подключить к выходным зажимам 2 – 2' схемы реостат, катушки индуктивности и конденсатор (элементы 1 – 4 на рис. 6.4).

Произвести измерения напряжения U , тока I , мощности P и результаты занести в табл.6.4.

Рис. 6.4. Схемы замещения исследуемых элементов

3) Присоединить к зажимам 2 – 2' схемы (см. рис. 6.3) после­довательно включенные конденсатор, реостат, катушки индуктив­ности (элементы 4, 1, 2, 3 на рис. 6.4).

В полученной схеме (рис. 6.5) измерить напряжение U, ток I, мощность Р и результаты измерений занести в табл. 6.5.

Рис. 6.5 Схема последовательного соединения элементов

4) Определить с помощью осциллографа действующее значение тока I в цепи и занести полученное значение в табл. 6.5, для этого подать на вход канала 2 осциллографа напряжение с реостата r. Установить переключатели «V/ДЕЛ.» и «×1, ×10» в такое положение, чтобы амплитуда напряжения не выходила за пределы экрана. Измерить расстояние в делениях, соответствующее амплитуде напряжения на сопротивлении r. На рис. 6.6 это расстояние составляет 1,5 деления. Допустим, переключатель «V/ДЕЛ.» находится в положении « 0,5 V/ДЕЛ.», переключатель «×1, ×10» – в положении «×10», r = 100 Ом, тогда В.

Рис. 6.6. Осциллограмма процесса в схеме, изображенной на рис. 6.5

Амплитудное значение тока в сопротивлении, а значит, и во всей схеме

; (6.1)

действующее значение тока,

(6.1а)

Таким образом, на экране осциллографа можно наблюдать форму тока в цепи (кривая 2 на рис. 6.6) и по известной величине сопротивления вычислить его амплитуду и действующее значение.

5) Определить с помощью осциллографа действующее значение входного напряжения и занести полученное значение в табл. 6.5, с этой целью напряжение U подать на вход канала 1 осциллографа (см. рис. 6.5).

Допустим, переключатели канала 1 находятся в положениях «1V/ДЕЛ.», «×10», расстояние в делениях, соответ­ствующее амплитуде входного напряжения U_m , состав­ляет 3 деления (см. рис. 6.6), тогда ; .

6) Определить период Т, частоту f тока в цепи, фазовый сдвиг  между напряжением и током. Результат измерения угла  занести в табл. 6.4.

Для измерения длительности сигнала между двумя точками необходимо определить расстояние между ними в делениях и ум­ножить его на коэффициент развертки и положение переключателя «×1, ×0,2».

Например, период напряжения (см. рис. 6.6, кривая 1) со­ставляет четыре деления, коэффициент развертки – «5 mS», переключа­тель «×1, ×0,2» – в положении «×1», тогда мс.

При этих же положениях переключателей временной сдвиг между напряжением и током мс, что соответствует фазовому сдвигу , .

Т а б л и ц а 6.4

Параметры элементов

Элемент схемы

Опыт

Расчет

U

I

P

z

x

r

L

C



В

А

Вт

Ом

Гн

мкФ

град

Реостат

Катушка 1 (№ )

Катушка 2 (№ )

Конденсатор

Т а б л и ц а 6.5

Значения электрических величин при последовательном соединении элементов

Способ определения	U	I	P	Zэ	S	Q
	В	А	Вт	Ом	ВА	вар
Опыт
Расчет
Измерения осциллографом