Часть II
С
хема
и параметры элементов исследуемой
сложной цепи
постоянного тока.
Вариант 03.
Е1=20,3В Е2= 19 В
rE = 6 Ом rE = 4 Ом
R1 = 200 Ом [05]
R2 = 700 Ом [08]
R3 = 800 Ом [09]
R4 = 75 Ом [02]
R5 = 300 Ом [06]
-----------------------------
Проверка справедливости метода наложения
Для проверки метода наложения в лаборатории сначала измеряем со-ставляющие токов от каждого источника в отдельности. Затем произ -
водим измерения при одновременном включении обоих источников.
Проверка метода узловых потенциалов выполняется в следующем порядке: сначала экспериментально в лаборатории измеряем значения jА, jВ, jС, а затем при оформлении отчёта выполняем проверочный расчёт. Результаты измерений заносим, соответственно, в табл.1 и 2.
Результаты расчётов и измерений по МН. Таблица 1.
Режимы цепи |
I1,мА |
I2,мА |
I3,мА |
I4,мА |
I5,мА |
|
От ист.Е1= 20,3В |
Расчёт |
53,46 |
-11,43 |
10,0 |
21,43 |
32,03 |
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
От ист. Е2= 19 В |
Расчёт |
-10,7 |
22,17 |
4,35 |
-17,83 |
7,13 |
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
Включены оба источника |
Расчёт |
42,76 |
10,72 |
14,36 |
3,50 |
39,2 |
|
Эксперимент |
|
|
|
|
|
Результаты измерения потенциалов узлов в цепи Таблица 2
Исследуемые величины |
jА, В |
jВ, В |
jС, В |
Эксперимент |
11,495 |
11,76 |
0 |
Расчёт |
|
|
|
Выводы: как видим из таблиц, расчётные величины токов ветвей, а также потенциалов узлов достаточно хорошо совпадают с измеренными в экспериментах.
Проверка метода эквивалентного генератора
Для этого сначала в лаборатории по ветви с R4 ставятся опыты холо-стого хода и короткого замыкания, по результатам которых находится ток I4: Rэкв = U4x/I4кз, I4 = U4x/(Rэкв + R4).
Полученное значение тока сравнивается с измеренным по методу на-ложения (табл.1).
В домашних условиях, при оформлении отчёта, ток I4 находим аналитическим расчётом по МЭГ. Для сравнения результаты заносим в табл.3.
Результаты расчёта и измерений тока I4 по МЭГ. Таблица 3.
Исследуемые величины |
U4x, B |
I4кз, mA |
Rэкв, Ом |
I4, mA |
Эксперимент |
|
|
|
|
Расчёт |
2,05 |
4,16 |
493 |
3,6 |
* Домашний расчёт тока I4
по методу эквивалентного генератора.
1.Определение э.д.с. эквивалентного генератора /см. схему исслед. цепи/
Токи I3x, I5x находим в оставшейся части цепи:
Таким образом: Е экв = U4x = 300 . 0,0406 – 800 . 0,01267 = 2,05 B.
2. Определение сопротивления эквивалентного генератора Rэкв
493,33 Ом.
3. Теперь в схеме с эквивалентным генератором по закону Ома находим :
В таблицу 3, для сравнения, считаем также ток короткого замыкания ветви:
-----------------------
-------------------------
Построение потенциальной диаграммы
для внешнего контура цепи
Для этого рисуем схему контура и наносим все его характерные точки.
Токи расставляем таким образом, чтобы они были положительны.
Потенциалы точек контура считаем относительно любой точки.
Пусть jс = 0.
Тогда: ja = jс – R2. I2 =
= 0 - 700. 0,01072 = - 7,504 B
jA = ja + E2 = + 11,5 B
jB = jA + R4.I4 = 11,76B
jb = jB – E1 = - 8,54 B
jс = jb + R1. I1 = 0.
Потенциальную диаграмму строим в масштабах. Величины сопротивлений по оси абсцисс откладываются нарастающим итогом. ------------------------------ ♦ ------------------------------------
Заключение по работе.
В работе экспериментально получены вольтамперные характерис-тики источников ЭДС и резистора (рис.2) и определены их параметры:
Е1 = 20.3В, r01 = 6 Ом, Е2 =19В, r02 = 3,96 Ом, R3 = 97 Ом.
Результаты проверки метода наложения и метода эквивалентного ге-нератора представлены в таблицах 1 и 3.
В работе также построена потенциальная диаграмма для контура «С–а–А–В–b–С».
----------------------- ♦ -----------------------
Вопросы и задачи по лабораторной работе
1
.
Для заданной схемы цепи необходимо
определить входное сопротивление
RАВ
и ток Iвх,
найти показание амперметра IА.
Дано: Uвх = 12.6 В
R1 = 4.5 Ом, R2 = 9 Ом,
R3 = 6 Ом, R4 = 2 Ом.
------------------------------------------------------------------
2. Определите показание вольтметра, если:
Е1 = 40 В, Е2 = 120 В, R1 = 4.5 Ом, R2 = 9 Ом.
3. Из схемы, исследуемой в лабораторной работе, уберите резистор R3, после чего методом наложения определите токи и проверьте баланс мощностей.
4. Как в цепи с неизвестными параметрами определить входное сопротивление относительно любой пары зажимов?
5. Напряжение батарейки на холостом ходу равно 1.5В, а при токе 0.2А напряжение спадает до 1.3 В. Определите параметры батарейки и укажите, какую наибольшую мощность она может отдать в нагрузку.
6. В исследованной цепи замените резистор R3 источником э.д.с. Е3 = 24 В. Составьте уравнения для расчёта токов по МЗК и по МУП.
7. В исследованной цепи замените резистор R3 источником тока Jк = 0,125 А. Составьте уравнения для расчёта токов по МЗК и по МКТ.
6. В исследованной цепи методом экв. генератора определите ток I1.
* Угадайте, какая из схем предназначена для измерения сравнительно больших, и какая для сравнительно малых сопротивлений.
--------------------- АВХ, 7 февраля 2012г. ------------------------