2 Лабораторная работа №1.
Исследование цепей постоянного тока с помощью законов Ома и Кирхгофа
2.1 Цель работы:
Получение навыков экспериментального исследования цепей постоянного тока.
2.2 Подготовка к работе
Повторить раздел курса ТОЭ «Линейные электрические цепи постоянного тока»:
//Л1// с. 9-38;
//Л2// с. 28-39;
//Л3// с. 129-160.
Письменно ответить на следующие вопросы:
2.2.1Привести формулировки законов Ома и Кирхгофа.
2.2.2 Каковы особенности применения законов Кирхгофа при анализе цепей с источниками тока?
2.2.3 Какой источник энергии называется источником напряжения (ЭДС) и какой источником тока? Привести электрические схемы реальных и идеальных источников напряжения и тока.
2.2.4 Каким образом экспериментально определить ЭДС источника напряжения?
2.2.5 Как с помощью вольтметра определить величину и знак потенциала любой точки цепи по отношению к точке, потенциал которой принят равным нулю?
2.2.6 Что такое потенциальная диаграмма цепи, как ее получить экспериментально?
2.3 Порядок выполнения работы
2.3.1 Собрать цепь (рисунок 1.1).
2.3.2 Измерить ток в цепи, ЭДС , сопротивления всех резисторов и напряжения на них.
Таблица 1.1
Ток в цепи I= ЭДС Е= |
|||||||
Резистор |
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение,В |
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление,Ом (эксперимент) |
|
|
|
|
|
|
|
Проводимость, См |
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление,Ом (расчеты) |
|
|
|
|
|
|
|
2.3.3 Согласно варианту задания (рисунок 1.2-1.7) изобразить исследуемую схему, задаться положительными направлениями токов в ветвях. Собрать цепь из резисторов, использованных в п.2.3.2, и источников напряжения. При сборке предусмотреть клеммы для подключения измерительных приборов. Ампервольтметры подключить в соответствии с выбранными направлениями токов.
2.3.4 Измерить токи в ветвях, э.д.с. источников и напряжения на всех резисторах.
Таблица 1.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3.5 Принять условно потенциал одного из узлов за нуль. Измерить потенциалы всех точек, указанных на схеме. Результаты занести в таблицу 1.3.
Таблица 1.3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
,
,
,
,
,
2.4 Оформление и анализ результатов работы
2.4.1
Используя закон Ома, определить величины
сопротивлений
,сравнить
полученные значения с экспериментальными.
Рассчитать проводимости
Результаты
занести в таблицу 1.1.
2.4.2 Рассчитать токи в ветвях, используя любой метод расчета цепей постоянного тока.
2.4.3 Построить потенциальную диаграмму для внешнего контура исследуемой цепи (рисунок 1.2-1.7).
Таблица 1.4
Узлы |
|
1 |
2 |
3 |
Сумма токов |
мA |
|
|
|
Максимальный ток в узле |
мА |
|
|
|
Погрешность
|
% |
|
|
|
2.4.4.Проверить выполнение 1 закона Кирхгофа для цепи (рисунок 1.2-1.7). Рассчитать для каждого узла погрешность измерения токов
где
-
наибольший из токов данного узла.
Результаты занести в таблицу 1.4
2.4.5 Проверить выполнение второго закона Кирхгофа для цепи (рисунок 1.2-1.7). Рассчитать для каждого контура погрешность измерения напряжений
где
- наибольшее из напряжений данного
контура. Результаты занести в таблицу
1.5.
Таблица 1.5
Контуры |
|
1 |
2 |
3 |
Сумма напряжений |
В |
|
|
|
Максимальное напряжение в контуре |
В |
|
|
|
Погрешность
|
% |
|
|
|
2.4.6 Сделать выводы о проделанной работе.