7 Вопросы самопроверки для защиты лабораторной работы:

7.1Как на практике получить источник тока?

7.2Как опытным путем получить значение R_i?

7.3Чему равно напряжение на зажимах источника в согласованном режиме?

7.4Как изменяется напряжение на зажимах источника при увеличении сопротивления нагрузки?

7.5Как на практике получить режим холостого хода, короткого замыкания и согласованный режим?

7.6Запишите формулы для расчета мощностей источника, нагрузки и потерь внутри источника.

7.7Дано Е=20 В, U=18 В, I= 2 А. Найти внутренне сопротивление источника R_i.

7.8При каком условии отдача мощности во внешнюю цепь будет максимальной?

7.9Чему равен КПД источника в согласованном режиме?

7.10Является ли экономически выгодным согласованный режим работы?

8 Содержание отчета:

8.1 Наименование и цель работы.

8.2 Результаты расчета (таблица 2.1).

8.3 График зависимости η=F(R)

8.4 Схемы исследований (рисунки 2.3,2.4).

8.5 Заполнить таблицы 2.2, 2.3 и 2.4.

8.6 Рассчитать зависимости , , ..

8.7 Выводы по работе.

8.8 Ответы на контрольные вопросы.

7. Лабораторная работа №3 «Исследование делителей напряжения»

1 Цель работы: Изучить характеристики резистивных делителей напряжения при различных нагрузках. Научиться измерять коэффициент передачи 4-х полюсника с помощью электроннолучевого осциллографа. Снять внешние характеристики источника напряжения Е₁

2 Задание:

2.1 Измерить коэффициент передачи ступенчатого делителя напряжения.

2.2Получить зависимость коэффициента передачи плавного делителя напряжения при двух значениях нагрузочных сопротивлений (R_M=∞ и R_M=0,1R) 640Om.

3 Литература: : Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электроники. М.. Высшая школа, 1981, изд. 5.

4 Краткие пояснения:

4.1 Делитель напряжения с плавной регулировкой.

Рисунок 3.1 - Делитель напряжения с плавной регулировкой.

Четырехполюсник коэффициент передачи которою меньше 1 называется делителем напряжения. Делитель напряжения имеет три точки: входную (точка А), выходную(точка Д) и общую (точка В).

Входное напряжение подводят между точками АВ, при этом по резистору R протекает ток, создающий на нем падение напряжения. Выходное напряжение U2 снимается с той части резистора, которая заключена между движком и общей частью делителя, т. е. с сопротивления R₁. Чем меньше R₁, т. е. чем ниже установлен движок, тем меньше напряжение на выходе делителя и наоборот. Если движок находится в нижнем положении, то сопротивление между движком и нижней точкой, а также выходное напряжение U₂ и коэффициент передачи К равны нулю. Если движок установлен в верхнее положение, U₂=U₁, K=l. В делителях напряжения, собранных по схеме рисунка 3.1, коэффициент передачи может плавно изменяться от 0 до 1. В реальных устройствах к выходным зажимам делителя подключают резистор. Сопротивление этого резистора является входным сопротивлением нагрузочного устройства, на вход которого подается напряжение, снимаемое с делителя. Если четырехполюсник представляет делитель напряжения с плавной регулировкой, работающей в режиме холостого хода (рисунок 1), то входное сопротивление R_вх=R=const, R_вых=R_l, коэффициент передачи K=R₁/R.

4.2 Режимы электрических цепей.

Р ежим работы электрической цепи, т. е. ее электрическое состояние, определяется величинами токов, напряжений и мощностей ее отдельных элементов. Наиболее характерные режимы электрических цепей рассмотрим на примере простейшей цепи с переменным сопротивлением приемника электрической энергии (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 -Схема цепи с переменным сопротивлением приемника энергии.

4.3 Номинальный режим.

Источники и приемники электрической энергии, провода, а также вспомогательные аппараты и приборы характеризуются номинальными величинами тока I_H, напряжения U_h, мощности Р_Н, на которые эти устройства рассчитаны заводами изготовителями для нормальной работы.

Номинальные величины обычно указываются в паспорте устройства. Режим работы, при котором действительные токи, напряжения, мощности элементов электрической цепи соответствуют их номинальным величинам, называется номинальным (нормальным). Отклонения от номинального режима нежелательны, а превышение номинальных величин в большинстве случаев недопустимо, так как при этом не могут быть гарантированы расчетные продолжительность и экономичность работы электрических устройств и установок.

Для обеспечения нормальных условий работы приемников электрической энергии необходимо соблюдать соответствие напряжений: действительное напряжение на зажимах устройства должно быть равно его номинальному напряжению.

4.4 Режим холостого хода.

Режим электрической цепи, при котором сопротивление равно бесконечности, а значит ток равен нулю, называется режимом холостого хода. Этот случай соответствует размыканию цепи. При холостом ходе напряжение на зажимах источника равно его ЭДС, т. к.

1 U_x.x=E-I_x.xR_i=E-0=E;

2 КПД цепи в режиме холостого хода равно 1

3

4.5 Режим короткого замыкания.

При сопротивлении равном нулю ток в цепи , а напряжение на зажимах приемника равно нулю. Режим в электрической цепи, при котором накоротко замкнут участок, в связи с чем напряжение на этом участке равно нулю, называется режимом короткого замыкания. В режиме короткого замыкания мощность Р_к.з.=0 и η_к.з.=0.

4.6 Согласованный режим.

Согласованный режим это такой режим электрической цепи, при котором сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника. При согласованном режиме на нагрузке получаем наибольшую мощность, возможную для данного источника. КПД цепи при этом 50 %. Для согласованного режима справедливы следующие формулы:

P=I²R=I²R_i(т.к. R=R_i)

(3.1)

(3.2)

Напряжение на нагрузке: (3.3)

Ток в нагрузке: (3.4)

КПД: η=0,5 (3.5)