2.1.2. Принцип взаимности (обратимости)
2.1.2.1. Загрузите исходный схемный файл.
2.1.2.2. В произвольно выбранную ветвь включите последовательно с резистором источник напряжения, величину которого задайте также произвольно. В другую, произвольно выбранную ветвь, включите амперметр. Включите цепь и запишите в протокол показания приборов (с учетом знаков).
2.1.2.3. Поменяйте местами источник и амперметр (с сохранением полярности подключения). Включите цепь и запишите в протокол показания приборов (с учетом знаков).
2.1.2.4. Сравните результаты п.п. 2.1.2.2 и 2.1.2.3 и сформулируйте принцип взаимности.
2.1.3. Теорема компенсации
2.1.3.1. Загрузите исходный схемный файл..
2.1.3.2. Включите несколько источников напряжения в различные ветви. Задайте произвольно их значения. Подключите вольтметр параллельно какому-нибудь резистору (R2 на рис. 2.3).
2.1.3.3. Поместите на рабочее поле мультиметр. Заземлите отрицательный зажим и, двойным щелчком, раскройте изображение мультиметра. Нажмите кнопки «V» и «» для включения режима измерения постоянного напряжения. В результате схема примет вид:
Рис. 2.3. Измерение компенсирующего напряжения
2.1.3.4. Включите цепь и, в случае отрицательных показаний вольтметра, поменяйте его полярность. Запишите в протокол измеренное напряжение и номера узлов, к которым подключены «+» и «–» вольтметра. На рисунке 2.3 «+» подключен к узлу 3, а «–» к узлу 2. Далее измерьте все узловые напряжения, подсоединяя положительный зажим мультиметра поочередно ко всем узлам. Полученные результаты занесите в протокол.
2.1.3.5. Отключите резистор, к которому параллельно включен вольтметр, и вместо него включите компенсирующий источник напряжения. Полярность подключения источника должна быть такой же, как у вольтметра, то есть «+» источника должен соединяться с «+» вольтметра, а «–» источника с «–» вольтметра. Напряжение компенсирующего источника установите равным показанию вольтметра, полученному в предыдущем пункте. В результате схема примет вид (рис. 2.4):
Рис. 2.4. Схема эксперимента по проверке теоремы компенсации
2.1.3.6. Включите схему, снова измерьте все узловые напряжения и результаты запишите в протокол. Сравните их с данными, полученными ранее в п. 2.1.3.4. Сформулируйте теорему компенсации.
2.2. Содержание отчета
Необходимо подробно описать проведенные эксперименты (цель, схемы, результаты), а также самостоятельно сформулировать принцип эквивалентности, принцип взаимности и теорему компенсации.
Контрольные вопросы
1. Что изменится в методике экспериментов, если вместо источника напряжения использовать источник тока?
2. Как рассчитать эквивалентное сопротивление относительно узлов, выбранных в п. 2.1.1.1?
3. Можно ли подключать омметр к активной цепи?
4. Если в эксперименте по определению эквивалентного сопротивления методом амперметра и вольтметра (рис. 2.2) показания приборов имеют разные знаки, то означает ли это, что эквивалентное сопротивление отрицательно?
5. Вызовет ли одинаковое изменение параметров исходной и компенсированной схем одинаковые влияния на токи и напряжения этих цепей?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Основные принципы и теоремы линейных электрических цепей. Часть II
Цель работы:
Изучение теоретического материала [1, п.1.15, п. 1.17].
Методом вычислительного эксперимента убедиться в выполнении следующих принципов и теорем: принципа наложения (суперпозиции), принципа линейности и теоремы об активном двухполюснике.