Лабораторная работа 1.

Исследование цепи постоянного тока с пассивными элементами

Цель работы: Изучить законы Кирхгофа. Рассмотреть последовательное, параллельное и смешанное соединение токопри­емников, исследовать распределение токов, напряжений и мощностей в каждой цепи.

Указания по проведению эксперимента

Часть 1. Последовательное соединение приемников.

Соберите цепь по схеме (рис. 1.8)

Рис. 1.8. Последовательное соединение приёмников

Устано­вите напряжение на входе U = 10 B; сопротивления R₁ = 100 Ом, R₂ = 220 Ом, R₃ = 470 Ом. Проведите измерение тока. Заполните табл. 1.1.

Таблица 1.1

Установлено			Измерено		Вычислено
R1Ом	R2,Ом	R3 ,Ом	U,В	I, A	U1,В
100	220	470

Продолжение таблицы 1. 1

Вычислено
U2,В	U3,В	RЭ, Ом	Р, Вт	Р1,Вт	P2, Вт	Р3 , Вт	∑Р, Вт	∑U, В

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Применяя закон Ома к каждому сопротивлению и эквивалентному сопротивлению, имеем:

.

.

На основании второго закона Кирхгофа можно записать:

.

Мощность всей цепи определяется Р = U I.

Мощность участков цепи определяется P_n = U_n I_n.

Указание по проведению эксперимента

Часть 2. Параллельное соединение приемников

Соберите цепь по схеме (рис.1.9)

Рис. 1.9. Параллельное соединение приёмников

Устано­вите напряжение на входе U = 10 B; сопротивления R₁ = 100 Ом, R₂ = 220 Ом, R₃ = 470 Ом. Проведите измерение общего тока. Заполните табл.1.2

Таблица 1.2

Установлено			Измерено
R1,Ом	R2,Ом	R3,Ом	U, В	I, А	I1,А
100	220	470

Продолжение таблицы 1.2

Вычислено
I2, А	I3, А	I1+I2+I3,А	RЭ,Ом	Р, Вт	Р1,Вт	Р2,Вт	Р3,Вт	P1+P2+Р3,Вт

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

На основании первого закона Кирхгофа можно записать:

.

Применяя закон Ома к каждому сопротивлению и эквивалентному сопротивлению имеем

.

Мощность всей цепи определяется Р = U I.

Мощность участков цепи определяется P_n = U_n I_n.

Смешанное соединение приёмников

Часть 3.Указание по проведению эксперимента

Собрать цепь по схеме (рис. 1.10)

Рис. 1.10. Смешанное соединение приёмников

Устано­вите напряжение на входе U = 15 B; сопротивления R₁ = 220 Ом, R₂ = 100 Ом, R₃ = 330 Ом, R₃ = 680 Ом. Проведите измерение тока I₁. Заполните табл. 1.3

Таблица 1.3

Установлено				Измерено			Вычислено
R1 ,Ом	R2 ,Ом	R3 ,Ом	R4 ,Ом	U,В	I1,А	I3 ,А		I­4, А	U1, В
220	100	330	680

Продолжение таблицы 1.3

Вычислено
U2, В	U3,В	U4 ,В	R экв,Ом	P, Вт	P1, Вт	P2 ,Вт	Р3 , Вт	Р4, Вт	∑Р, Вт

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Эквивалентное сопротивление этого участка:

.

2. Производится дальнейшее упрощение схемы путем замены последовательно соединенных элементов одним эквивалентным элементом (рис. 5) с сопротивлением

R_экв = R₁ + R₂ + R ₃₄

3. Определяются напряжения на всех участках цепи:

4. Находятся токи всех элементов, соединенных параллельно:

Мощность всей цепи определяется Р = U I.

Мощность участков цепи определяется P_n = U_n I_n.