4.1.2 Определить внутреннее сопротивление эквивалентного генератора.

Сопротивление r_эк эквивалентного генератора можно определить, используя режим короткого замыкания .Для того чтобы получить расчетную схему для определения r_эк, нужно все э. д. с. активного двухполюсника принять равными нулю, замкнув накоротко точки цепи, к которым присоединены источники этих э. д. с. Тогда активный двухполюсник превращается в пассивный и рассчитать сопротивление относительно разомкнутых зажимов.

Рисунок 2.10 Схема для расчета входного сопротивления

эквивалентного генератора

4.1.3 Рассчитать ток на нелинейном элементе, используя вольт-амперную характеристику нелинейного элемента и параметры эквивалентного генератора.

5 Выполнить эксперимент для подтверждения результатов расчета

5.1 Собрать электрическую схему (рисунок 11) для проведения измерений и представить ее преподавателю для проверки. Параметры элементов рассчитаны в пункте 4

Рисунок 2.11 Схема электрическая

5.2 Установить напряжение источника БП-5, равным рассчитанному напряжению эквивалентной эдс

5.3 Измерить ток цепи и сравнить с полученным расчетным результатом

5.4 Сделать выводы

6 Оформить отчет

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ТЕМА: Исследование электростатических цепей при различных способах соединения конденсаторов

Цель работы: Подтвердить основные свойства при различном соединении конденсаторов

Приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд ЛЭС-2

2. Источник питания — сеть постоянного тока напряжением 0—250 В

3. Вольтметр с пределом измерения 250 В

Литература

При подготовке к лабораторной работе учащийся должен проработать теоретический материал по учебной литературе:

Евдокимов Ф.Е Теоретические основы электротехники М.: Высшая школа, 1986 §7.1 -§ 7.6

Общие теоретические сведения

Система заряженных проводников может содержать не два, а больше проводников. Каждая пара проводников, полностью изолированных друг от друга, характеризуется электрической емкостью.

Практический интерес обычно представляет вопрос о распределении заряда и потенциалов в системе проводников, когда она заряжена от источника постоянного напряжения. Во многих случаях системы заряженных проводников по отношению к источнику можно рассматривать как последовательное, параллельное или смешанное соедине­ние конденсаторов.

Последовательное соединение

На рис. 1изображены три конденсатора, соединенные последовательно. К зажимам источника постоянного напряжения (точки 1, 2, 3, 4) присоединены две крайние обкладки последовательной це­почки конденсаторов, другие обкладки с источником непосредственно не соединяются и заряжаются вследствие электростатической индукции. Поэтому заряд всех конденсаторов и каждого в отдельности один и тот же:

Q=Q₁= Q₂= Q₃= Q_n 1

Для упрощения расчетов можно группу конденсаторов заменить одним с эквивалентной емкостью.

Напряжение на эквивалентном конденсаторе равно общему напря­жению группы последовательно соединенных конденсаторов:

U₁+ U₂ +U₃= U 2

Рисунок 3.1 Последовательное соединене конденсатров

Учитывая 1и 2, получим:

Если в последовательную цепь соединяются п конденсаторов одинаковой емкости С_п, то эквивалентная емкость

С = С_п/п.

Параллельное соединение

При параллельном соединении все конденсаторы соединены одной обкладкой в общей точке 1, а другой обкладкой — в общей точке 2 (рис. 2). К этим точкам подводится напряжение источника. В таком случае группу конденсаторов тоже можно заменить одним с эквивалентной емкостью С.

Рисунок 3.2 Параллельное соединене конденсатров

Все конденсаторы имеют между обкладками одно и то же напряжение U, а заряды получаются разными:

Каждый конденсатор получает заряд независимо от другого, поэтому общий заряд равен сумме зарядов конденсаторов:

Подставляя сюда выражения зарядов 6 и сокращая на U, получим

Эквивалентная емкость равна сумме емкостей. При параллельном соединении п конденсаторов одинаковой емкости С_п эквивалентная емкость