Добавил:

GEN Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Финансовый университет при Правительстве РФ

Предмет:

Электротехника

Файл:

Лабораторные работы / Лабораторная работа №2

.DOC

Скачиваний:

Добавлен:

27.06.2014

Размер:

39.94 Кб

Скачать

☆

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ РЕЗИСТОРОВ.

Цель работы:

1. Приобрести навыки сборки параллельных электрических цепей.

2. Закрепить навыки пользования электроизмерительными приборами.

3. Закрепить теоретические сведения о методах анализа электрических цепей с параллельным соединением резисторов (потребителей).

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Параллельным соединением элементов (или ветвей) электрической цепи называется такое соединение, при котором элементы (ветви) имеют два общих узла, т.е. эти ветви находятся под одним и тем же напряжением. Пример схемы цепи с параллельным соединением участков представлен на рис .1.

При параллельном соединении общий ток цепи I , т.е. ток, проходящий через источник, связан с токами I₁, I₂ и I₃ первым законом Кирхгофа

I=I₁+I₂+ I₃.

При анализе Параллельной цепи удобно пользоваться понятием проводимости G, являющейся величиной, обратной сопротивлению, т.е,

G=1/R

Единица измерения проводимости - Сименс (См).

В соответствии с законом Ома проводимости каждой из ветвей G₁, G₂и G₃ (рис. 1) определяются формулами

G₁=I₁/U=1/R₁, G₂=I₂/U=1/R₂, G₃=I₃/U=1/R₃,

тогда, эквивалентная проводимость всей цепи G_экнаходится как сумма проводимостей всех параллельных ветвей цепи

G_эк=I/U=G₁+G₂+G₃.

Из последней формулы легко получить выражение для эквивалентного сопротивления цепи, представленной на рисунке 1:

R_ЭК=R₁R₂R₃/(R₁R₂+R₂R₃+R₁R₃),

а, для цепи из двух параллельных элементов

R_ЭК=R₁R₂/(R1+R2).

Если ветвь состоит из двух или более последовательно соединенных элементов, то ее проводимость определяется согласно формуле

G=1/(R₁+ R₂+...+ R_N),

где N – число элементов ветви.

Характерной особенностью параллельной цепи является то, что режим работы любой ветви не зависит от параметров других ветвей, поэтому параллельное соединение является основным способом подключения потребителей к электрической сети .

Активная мощность Р всей цепи определяется по одному из следующих выражений:

P=UI , Р=I²R_ЭК= I²/G_ЭК, Р=U²/R_ЭК= U²G_ЭК.

При заданной величине напряжения U, приложенной к цепи, ее анализ сводится и расчету тока каждой из ветвей в отдельности (рис. 1), т.е.

I₁=U/R₁=UG₁, I₂=U/R₂=UG₂, I₃=U/R₃=UG₃,

и определению общего тока I по первому закону Кирхгофа.

Если известны величины общего тока I и сопротивление всех элементов, то рассчитывать данную цепь необходимо в следующем порядке:

вычислить проводимости каждой ветви;
определить эквивалентную проводимость цепи;
по известному значению тока I в соответствии с законом Ома для всей цепи найти напряжение;
рассчитать токи в. ветвях по закону Ома:
проверить правильность расчета по первому закону Кирхгофа.

ОБЬЕКТ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования является параллельная цепь, состоящие из резисторов, смонтированных на плате № 4.

Указанные на схеме стенда соединения выполнены при монтаже стенда. В качестве параллельной цепи берется цепь, состоящая из двух ветвей, одна из которых включает в себя последовательно соединенные R₂ и R₃, а другая - R₅ и R₆.

В качестве электроизмерительных приборов используются многопредельные миллиамперметры Э377, а так же цифровой или стрелочный многопредельный электронный вольтметр.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

1.Собрать с помощью монтажной схемы (рис.2) последовательную цепь в соответствии с рисунком 3.

После проверки цепи преподавателем подать на неё напряжение, для чего:

на плате № 3 левой панели стенда поставить тумблер ВЗ-1 в положение "Вкл.", а тумблер В3-2 - в положение II;
включить тумблеры В1 и В2 на центральной панели стенда.

3. Подключив вольтметр к гнездам "+" и "-" источника питания, с помощью регулятора напряжение установить заданную преподавателем величину напряжения U и записать ее в таблицу 1.

4. Измерить токи в ветвях и записать их значения в таблицу 1.

Измерить напряжения на участках схемы и записать их значения в таблицу
Обесточив цепь, используя электронный измерительный прибор в режиме омметра измерить сопротивление каждого резистора, а также R _be. Результаты записать в таблицу 1.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Используя закон Ома, рассчитать значение сопротивлении R₂, R₃, R₅, R₆и R _beРезультаты занести в табл. 2.

Вычислить мощность на каждом резисторе и мощность всей цепи. Результаты занести в табл. 2.

3. Используя закон Ома, вычислить проводимости участков цепи и эквивалентную проводимость всей цепи. Результаты записать в таб. 4.

Записать уравнение по первому закону Кирхгофа для узла "b" и проверить соответствие ему экспериментальных данных.
Записать уравнение по второму закону Кирхгофа для контура bdecb и проверить соответствие ему экспериментальных данных.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1.Что называется параллельным соединением? Привести примеры.

2. Сформулировать закон Ома и законы Кирхгофа.

3. Как зависит общий ток в параллельной цепи (рис. 1) от токов в ветвях?

4. Как изменится ток I₂ (рис. 1), если увеличить сопротивление R₃?

5. Определить ток I (рис. 3), если U=20 В, R₂=10 0м, R₃=30 0м, R₅=15 0м, R₆=5 0м.

6. Определить напряжение U, приложенное к цепи (рис. 3), а также токи I₁, и I₂, если I=5А, R₂=10 0м, R₃=10 0м, R₅=20 0м, R₆=10 0м.

7. При какой величине тока I (рис. 3) мощность, рассеиваемая на резисторе R₅ будет равна 60 Вт, если R₂=6 0м, R₃=4 0м, R₅=5 0м, R₆=10 0м?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Электротехника /Под ред. В. Г. Герасимова.- М.; Высшая школа, 1985,- С.17-28.

2. Каяеткин А.С., Немцов Ы.В. Электротехника - М.г Энерго-атомиздат, 1983 - Г. 19-26.

3. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н», Зорин Ь.И. Электротехника. - М.: Энергоатомйздат, 1985. С. 25-35.