1-22_Лабораторная_ТОЭ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Томский межвузовский центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Лабораторная работа № 1

по дисциплине «Основы теории цепей - 1»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА

(Учебное пособие «Основы теории цепей. Часть 1»,

автор Коновалов Б.И., 2002г.)

22 вариант

Выполнил:

студент ТМЦДО

гр.:

20 августа 2006 г.

1 Определение токов в ветвях методом наложения

Для экспериментального определения токов используется схема, рассчитанная в контрольной работе № 2 в соответствии с вариантом №22.

Дано:

E1=0 R1=0

I2=0,16A g2=0,01Cм

E3=0 R3=15Ом

E4=24В R4=0

E5=0 R5=22 Ом

E6=0 R6=18 Ом

I7=0,24A g7=0,015См

E8=16В R8=13 Ом

рисунок 1.1

В соответствии с технологией использования метода наложения потребуется собрать четыре частичные схемы (по числу источников энергии) и экспериментально замерить частичные токи в каждой ветви каждой из четырех частичных схем.

При наборе частичных схем вначале соберем общий контур схемы с резисторами и амперметрами, но без источников энергии, как показано на рисунке 1.2. Далее для получения каждой из частичных схем поочередно будем подключать в схему по одному из источников, в соответствии со схемой на рисунке 1.1.

рисунок 1.2

Частичные схемы показаны на рисунках 1.3, 1.4, 1.5 и 1.6 соответственно.

Рисунок 1.3

Рисунок 1.4

Рисунок 1.5

Рисунок 1.6

Данные эксперимента и результаты расчетов сведены в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Частичная схема	Токи ветвей, А
	I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7	I8
Рисунок 1.3	-0.953	-0.193	-1.6	2.08	0.21	0.269	0.287	0.017
Рисунок 1.4	3.484	1.559	-0.348	-0.795	-0.463	-0.381	-0.289	0.734
Рисунок 1.5	-0.063	-0.063	3.435	-0.011	-0.029	0.278	-0.075	-0.353
Рисунок 1.6	-0.891	-0.891	0.113	0.806	0.492	0.314	0.084	-0.398
Полные токи (эксперимент)	2	0.412	1.6	2.022	0.068	0.48	0.007	0.478
Полные токи (расчет)	2,01	0,41	1.6	2.027	0.07	0.4726	0.007	0.48

Сравнив эти данные можно сделать вывод, что результаты экспериментального определения токов в ветвях методом наложения полностью совпадают с расчетными значениями, выполненными методом контурных токов в Контрольной работе №2.

2 Определение потенциалов узлов

Собираем цепь в соответствии со схемой Контрольной работы №2 и замеряем потенциалы всех узлов относительно узла, который был заземлен при расчете методом узловых потенциалов (Рисунок 2.1)

Рисунок 2.1

Полученные данные и результаты расчетов сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Потенциалы узлов

Узлы	b	c	a	D
Измерения, В	24	15.56	0	25.37
Расчет, В	24	16.35	0	26.38

Сравнив эти данные можно сделать вывод, что результаты экспериментального определения потенциалов полностью совпадают с расчетными значениями.

3 Определение тока в ветви методом эквивалентного генератора

Экспериментально проверим результаты расчета в Контрольной работе № 2 тока в одной из ветвей методом эквивалентного генератора.

Найдём ток

Для определения параметров эквивалентного генератора следует собрать схему на рисунке 3.1 без элемента R3yяжение между выводами на вольтметре и даст э.д.с. эквивалентного генератора.

Рисунок 3.1

U= 24 В

При определении сопротивления эквивалентного генератора нужно вместо источников напряжения поставить закоротки, а источники тока просто из схемы удалить (Рисунок 3.2). Определим Rг в схеме пассивного двухполюсника точки а и b получились замкнуты

на коротко, поэтому Rг=0

R г= Eг/ Iг=24/0=0 Ом

Рисунок 3.2

После определения параметров эквивалентного генератора собрать схему на рисунке 3.3 и определить ток в ветви с R3

Рисунок 3.3

Полученные данные и результаты расчетов сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Значения	R г, Ом	Eг, В	Iг, А	I3, А
Измерения	0	24	-	1,6
Расчет	0	24	-	1,6

Сравнив эти данные можно сделать вывод, что результаты экспериментального определения тока в выбранной ветви методом эквивалентного генератора полностью совпадают с расчетными значениями в Контрольной работе № 2.

4. Проверка соотношений эквивалентного преобразования треугольника в звезду.

Для схемы треугольника на рисунке 4а задано:

R₁=500 Ом, R₂=700 Ом, R₃=1000 Ом.

Рисунок 4.

Рассчитаем сопротивления R₄, R₅, R₆ эквивалентной звезды:

Соберем схему на рисунке 4а и замеряем сопротивления между выводами ab, ac, bc.

R_ab=386 Ом

R_ac=477 Ом

R_bc=545 Ом

Соберем схему на рисунке 4б и также замеряем сопротивления между выводами ab, ac, bc.

R_ab=386 Ом

R_ac=477 Ом

R_bc=545 Ом

Мы видим, что показания прибора на одноименных участках одинаковы. Это говорит о том, что схема на рисунке 4б эквивалентна схеме на рисунке 4а. Режим работы цепи при такой замене не изменится, поэтому этим можно пользоваться для сложных электрических схем.

Для схемы на рисунке 4б задано:

R₄=1 кОм, R₅=1,5 кОм, R₆=3 кОм.

Рассчитаем сопротивления R₁, R₂, R₃ эквивалентного треугольника:

Соберем схему на рисунке 4б и замеряем сопротивления между выводами ab, ac, bc.

R_ab=2500 Ом

R_ac=4000 Ом

R_bc=4500 Ом

Соберем схему на рис. 6а и также замеряем сопротивления между выводами ab, ac, bc.

R_ab=2500 Ом

R_ac=4000 Ом

R_bc=4500 Ом

Мы видим, что показания прибора на одноименных участках одинаковы. Это говорит о том, что схема на рисунке 4а эквивалентна схеме на рисунке 4б. Режим работы цепи при такой замене не изменится, поэтому этим можно пользоваться для сложных электрических схем.

Для эквивалентности схем необходимо и достаточно, чтобы сопротивления или проводимости между любой парой зажимов (ab, bc, ac) при соединении звездой и треугольником были одинаковы. На основании этого условия разработаны формулы эквивалентного преобразования, что мы сейчас и доказали экспериментально.

12