Лабораторная работа №2 Разветвленная цепь постоянного тока.
1. Цель работы.
Приобретение навыков измерений в цепях постоянного тока. Использование результатов измерений для анализа электрического состояния цепи. Проверка законов Ома и Кирхгофа.
2. Описание установки.
На стенде имеются два источника электрической энергии постоянного напряжения: Е1 и Е3, набор сопротивлений r1, r2, r3, r4. Для измерения токов в цепях применяются три миллиамперметра магнитоэлектрической системы А1, А2, А3. Измерение напряжения в схеме производится с помощью электронного цифрового вольтметра В7-38 в режиме постоянного напряжения.
3. Подготовка к работе.
Начертить схему (рис.1), нанести направление токов I1, I2, I3, а также полярность источников энергии и миллиамперметров с учетом направления токов.
с
d
r1
b
E1 r2 E3
ri1 ri3
а
e
r4
Рис. 1
4. Рабочее задание.
4.1. Собрать цепь (рис. 1), соблюдая полярности источников ЭДС и миллиамперметров.
4.2. Представить собранную схему для проверки преподавателю.
4.3. Включить стенд, записать значения токов в таблицу 1. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа для любого узла.
4.4. Измерить цифровым вольтметром напряжения, указанные в таблице 1, записав в нее все измеренные значения.
Таблица 1
Е1 |
Е3 |
I1 |
I2 |
I3 |
U1 |
U3 |
Ur1 |
Ur2 |
Ur3 |
Ur4 |
Uac |
B |
B |
mA |
mA |
mA |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При проведении измерений Е1, Е3, а также U1 и U3 необходимо учитывать соотношение по закону Ома для участка цепи, содержащего ЭДС.
U = E – I×R
Следовательно, значение Е измеряют на выводах источников при отсутствии тока в ветви, в которой находится источник. И, соответственно U (падение напряжения на источнике) измеряют на выводах соответствующего источника при замкнутой цепи (при наличии тока в ветви).
4.5. На основании данных, полученных в результате опыта, вычислить значения сопротивлений r1, r2, r3, r4 и внутренних сопротивлений источников ЭДС ri1, ri3. Результаты вычислений записать в таблицу 2.
Таблица 2
-
r1
r2
r3
r4
ri1
ri3
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
4.6. По данным таблиц 1 и 2 построить потенциальную диаграмму для одного из замкнутых контуров по указанию преподавателя. Для этого же контура проверить выполнение 2 закона Кирхгофа.
5. Контрольные вопросы.
5.1. В чем заключается разница между ЭДС и напряжением источника электрической энергии?
5.2. В каких случаях источник работает в режиме генератора, а когда в режиме приемника энергии?
5.3. Каким образом определить внутреннее сопротивление источника ЭДС?