Приднестровский Государственный Университет им.Т.Г.Шевченко

Лаборатория Физического Практикума

Лабораторная работа №____

Тема:_______________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Цель работы: ________________________________________________________

____________________________________________________________________

Допуск к лабораторной работе: Выполнение лабораторной работы

Дата______________________ Дата_________________________

Роспись___________________ Роспись______________________

Работу выполнил Работу проверил

Студент Гр._________________ преподаватель кафедры

___________________________ _____Косюк В.В.________

Ф.И.О.

Тирасполь 2014г.

Лабораторная работа № 3.02 тема: Виды соединений резисторов, проверка законов Ома и Кирхгофа

Цель работы: Практически убедиться в физической сущности закона Ома для участка цепи и всей цепи. Изучить соотношение между точками и напряжениями при последовательном, параллельном и смешанном соединении резисторов и определение сопротивления электрической цепи. Проверить опытным путём законы Кирхгофа.

Приборы и оборудование: источник электрической энергии, реостаты, амперметры магнитоэлектрической системы, многопредельные вольтметры магнитоэлектрической системы, однополюсный выключатель, соединительные провода.

Краткая теория

Расчёт и анализ любых электрических цепей может быть проведён с помощью основных законов электрических цепей: закона Ома, первого и второго законов Кирхгофа.

Как показывает опыт, ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению того же участка. Эта зависимость известно , как закон Ома: . Закон Ома справедлив для линейных цепей (R=const). Рассмотрим замкнутую цепь (рис.1).

Рис.1. Электрическая цепь

Ток в этой цепи определяется по формуле . Это соотношение называют законом Ома для всей цепи: сила тока в электрической цепи с одной ЭДС прямо пропорциональна этой ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.

Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов ветвей, соединенных в любой узловой точке электрической цепи равна нулю .

Рис.2. Узел в электрической цепи

Например, для узла А (рис.2)

Согласно второму закону Кирхгофа, в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на всех резистивных элементах контура: .

Для электрической цепи (рис.1) по второму закону Кирхгофа можно написать:

На практике производят расчёт цепей с различными схемами соединения приёмников. Если приёмники соединены так, что по ним проходит один и тот же ток, то такое соединение приёмников называется последовательным (рис.3). Следовательно ток на отдельных участках последовательной цепи имеет одинаковое значение: . Сумма падений напряжений на отдельных участках цепи равна напряжению всей цепи:

Рис.3. Последовательное соединение резисторов

Напряжение цепи можно представить как ,где - эквивалентное сопротивление всей цепи.

Следовательно . Общее сопротивление цепи, которое состоит из нескольких последовательно соединенных резисторов, равно сумме сопротивлений этих резисторов: .

Параллельным называется такое соединение при котором соединяются между собой, как условные начала приемников, так и их концы (рис.4).

Рис.4. Параллельное соединение резисторов

Для параллельного соединения свойственно одно и то же напряжение на выводах всех приемников: .

Согласно первому закону Кирхгофа ,и согласно закону Ома, можно записать: , , ,…. , тогда .

Сокращая обе части равенства на U ,получаем формулу подсчёта эквивалентного сопротивления:

Или эквивалентной (общей) проводимости

, где

Смешанным или последовательно-параллельным называют такое соединения приемников, при котором на одних участках электрической цепи они соединяются параллельно, а на других последовательно. При подсчёте электрических цепей со смешенным соединением приемников используются соотношения, как для последовательного, так и параллельного соединения.