Содержание работы

В электрической цепи:

1) измерить ток на резисторах;

2) измерить распределение потенциалов вдоль контура;

3) по экспериментальным данным проверить первый и второй законы Кирхгофа;

4) построить потенциальную диаграмму.

Указания по выполнению работы

В данной лабораторной работе проводится практическое изучение законов Кирхгофа.

Необходимо собрать схему (рис. 2.3). Установить значения источников напряжения и сопротивлений. Рекомендуемый интервал: напряжение источника – 100…1000 В, сопротивление реостата – 50…500 Ом.

Рисунок 2.3

При измерении потенциалов один из концов вольтметра подключают к точке а, а второй поочередно подключают к остальным точкам цепи – b, c, d, e. Результаты измерений заносят в таблицу 2.1. Затем значения тока и распределение потенциалов рассчитывают косвенным путем.

Таблица 2.1 – Результаты измерений и расчетов

Установлено

Метод

Полученные значения

E1

E2

R1

R2

R3

I1

I2

I3

φb

φc

φd

φe

прямой

косвенный

прямой

косвенный

Результаты опытной проверки первого и второго закона Кирхгофа представляют в табличной форме (табл. 2.2), в которой

- расчетное значение общего тока;

- относительная погрешность при проверке первого закона Кирхгофа;

- напряжение источника питания;

- алгебраическая сумма падений напряжений на реостатах;

- относительная погрешность при проверке второго закона Кирхгофа.

Таблица 2.2 – Анализ результатов цепи

Проверка I – го закона Кирхгофа			Проверка II- го закона Кирхгофа

Ход работы в EWB:

1) Выбираем из ряда пиктограмм Basic резистор (см. лаб. № 1). Нажав на него левой клавишей мыши, перетаскиваем его на рабочее поле EWB.

2) Перетаскиваем на рабочее поле поочередно ещё два резистора (рис 2.4).

Рисунок 2.4

3) Нажимаем правой кнопкой мыши на средний резистор. В появившемся меню нажимаем левой кнопкой пункт Rotate (сдвиг).

4) Выбираем из ряда пиктограмм Sources источник постоянного напряжения (см. лаб. № 1). Нажав на него левой клавишей мыши, перетаскиваем его на рабочее поле EWB.

5) Перетаскиваем на рабочее поле ещё один источник постоянного напряжения (рис 2.5).

Рисунок 2.5

6) Соединяем элементы между собой согласно заданию (рис. 2.6).

Рисунок 2.6

7) Меняем номиналы элементов цепи путем двойного щелчка мыши по требуемому элементу (рис. 2.7).

7.1. Номиналы резисторов согласно заданию выставляем 50…500 Ом.

Рисунок 2.7

7.2. Номиналы источников постоянного напряжения согласно заданию выставляем 100..1000 В (рис. 2.8).

Рисунок 2.8

Полученная цепь выглядит так (рис. 2.9):

Рисунок 2.9

8) Для измерения тока в ветвях выберем из ряда пиктограмм Indicators амперметр . Нажав на него левой клавишей мыши, перетаскиваем его на рабочее поле EWB. Затем повернем его, используя Rotate. Присоединим его последовательно в разрыв ветви.

9) Перетаскиваем на рабочее поле поочередно ещё два амперметра и повторяем пункт 8 (рис. 2.10).

Рисунок 2.10

10) Для измерения потенциалов заземлим одну из точек. Допустим, точку a. Для этого выберем из ряда пиктограмм Sources заземление . Нажав на него левой клавишей мыши, перетаскиваем его на рабочее поле EWB и соединяем с точкой a (рис. 2.11).

Рисунок 2.11

11) Для измерения потенциалов выберем из ряда пиктограмм Indicators вольтметр . Нажав на него левой клавишей мыши, перетаскиваем его на рабочее поле EWB. Один вывод вольтметра соединим с точкой a, а второй с какой-либо из точек b,c,d,e. Допустим, с точкой d (рис. 2.12).

Рисунок 2.12

12) Для включения цепи нажмем кнопку в правом верхнем углу экрана. Для измерения потенциалов других точек будем присоединять к ним поочередно второй вывод вольтметра. Измерения занесем в таблицу.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается смысл 1 закона Кирхгофа?

2. В чем заключается смысл 2 закона Кирхгофа?

3. Что понимают под балансом мощностей?

4. Каково назначение потенциальной диаграммы?

5. Как изменится ток в резисторе, если напряжение источника, к которому он подключен, увеличить в два раза?

6. Как изменится общий ток в цепи с параллельным соединением трех резисторов, если ток в одном из резисторов уменьшить в два раза?

7. Как определить напряжение на одном из двух последовательно включенных резисторов, если известно напряжение на другом резисторе и общее напряжение?

8. Что означает отрицательная мощность источника питания?

9. Может ли быть при составлении баланса мощностей отрицательная мощность у резистивного элемента?

10. Чем объясняется скачкообразное изменение потенциала точек при переходе от одного зажима источника эдс к другому?