Робоче завдання

1.Зібрати схему, зображену на рис. 4.1. Після перевірки кола лаборантом ввімкнути джерело живлення і виконати досліди холостого ходу і короткого замикання. Визначити напрямок дії і . Результати вимірювань занести в табл. 4.1.

2. Підімкнути до затискачів опір і визначити покази приладів при двох значеннях опору . Результати записати в табл. 4.1.

a

Рис.4.1

Рис.4.2

Е

3. Зібрати схему для визначення вхідного опору двополюсника (рис.4.2). Покази приладів записати в табл. 4.1.

27

Обробка результатів

1. За результатами досліду п.1 розрахувати параметри еквівалентного генератора , , .

2. За результатами дослідів п.2 знову розрахувати параметри еквівалент-

ного генератора і і порівняти їх із раніше знайденими величинами . Переконатися, що виміряна сила струму збігається з розрахованою за формулою .

3. Побудувати зовнішню характеристику активного двополюсника, використовуючи дані досліду п. 2. Записати значення опорів кожної вітки в схемі активного двополюсника і ЕРС джерела. Розрахувати параметри еквівалентного генератора аналітично за відомими параметрами його схеми.

Таблиця 4.1

Дослід		Розрахунок
U,В	I,А	RН, Ом	Ее.г,В	Jе.г,А	Rе.г,Ом	РН,Вт	ІН, А
1. …. 5.

Методичні вказівки

Двополюсником називають електротехнічний пристрій з двома затискачами (полюсами, виводами). Це може бути електричний апарат або частина електричного кола, які розглядаються відносно двох затискачів. Якщо двополюсник містить хоч одне джерело електричної енергії, то його називають активним. Двополюсник, який не має джерел електричної енергії, називають пасивним; пасивним також називають двополюсник, що містить джерела енергії, дія яких скомпенсована, тобто на розімкнутих затискачах двополюсника напруга дорівнює нулю. Пасивний двополюсник характеризується одним еквівалентним параметром – значенням вхідного опору (рис. 4.3.). Схема заміщення активного двополюсника, крім опору, повинна мати джерело електричної енергії.

Еквівалентними називаються двополюсники, які мають однакові зовнішні (вольт-амперні) характеристики, тому при еквівалентній заміні одного двополюсника іншим, режим зовнішнього кола не зміниться (рис.4.4).

28

Рис. 4.4

На рис.4.5 показані вольт-амперні характеристики лінійних пасивного (а) і активного (б) двополюсників.

Рис. 4.5

При визначенні вхідного опору пасивного двополюсника дослідним шляхом до його затискачів приєднують джерело електричної енергії і вимірюють силу струму і напругу на вході, тоді .

Якщо відома схема пасивного двополюсника і задані параметри її елементів, то вхідний опір (еквівалентний опір щодо вхідних затискачів) можна розрахувати послідовним згорненням вхідного кола, тобто використовують еквівалентні перетворення окремих ділянок кола до тих пір, поки в схемі не залишиться тільки один опір.

Під час експериментального дослідження активного двополюсника його еквівалентні параметри і можуть бути визначені за двома точками зовнішньої характеристики. Для цього вимірюють напругу і силу струму на вихідних затискачах при двох значеннях опору навантаження (див. рис. 4.5,б), при цьому легко показати, що

₂₉

Якщо активний двополюсник допускає наявність режимів х.х ( ) і к.з. , то параметри еквівалентного генератора напруги і струму розраховують за простішими формулами:

За відомою схемою активного двополюсника параметри еквівалентного генератора можна розрахувати аналітично.

Отже, будь-який складний двополюсник можна замінити простішим активним двополюсником (еквівалентним генератором) за теоремою про активний двополюсник: будь-який активний двополюсник можна замінити еквівалентним генератором напруги з ЕРС що дорівнює напрузі холостого ходу на розімкнутих затискачах активного двополюсника і внутрішнім опором, ввімкненим послідовно і рівним вхідному опору пасивного двополюсника, одержаного із активного виключенням із його схеми внутрішніх джерел електричної енергії, залишаючи у вітках їх внутрішні опори.

Заміна складної ділянки електричного кола простою схемою еквівалентного генератора широко використовується у разі, якщо треба розрахувати силу струму тільки в одній вітці складного електричного кола.

Для визначення сили струму методом еквівалентного генератора у заданій вітці електричного кола треба:

1.Вимкнути із схеми задану вітку.

2.Частину схеми, що залишилась, розглядати як активний двополюсник відносно точок приєднання шуканої вітки.

3.Визначити аналітично параметри еквівалентного генератора.

4.Підімкнути шукану вітку до схеми еквівалентного генератора і визначити силу струму за законом Ома.

Передачу енергії від активного двополюсника до пасивного (навантаження) розглядати аналогічно передачі енергії від джерела до споживача по реальній двопровідній лінії. При цьому

.

Лабораторна робота № 5