Опыт 2 Смешанное соединение линейных сопротивлений.

Схема цепи изображена на рис. 2.

Рис.2. Схема цепи при смешанном соединении резисторов

Цепь содержит два резистора, соединённых параллельно, и резистор, включенный последовательно по отношению к соединению первых двух. Такое соединение, содержащее последовательно и параллельно включенные элементы, называют смешанным. В этом опыте следует измерять токи всех ветвей. Для этого можно использовать три мультиметра, включив их в каждую из ветвей, как это показано на рис.2. Однако можно (и рекомендуется) ограничиться одним прибором, поочерёдно включая его в разрывы всех ветвей.

Порядок выполнения

1. Собрать цепь, изображённую на рис.2. Для этого достаточно подключить резистор R3 параллельно резистору R2. Номинал резистора R3 выбирается по таблице 1. Сопротивление резистора R3 измерить мультиметром, результат записать в таблицу.

2. Измерить напряжения (на клеммах источника и резисторов) и токи во всех ветвях цепи. Результаты измерений занести в таблицу.

3. Проверить правильность измерений, используя первое правило Кирхгофа для любого узла цепи. При необходимости (если погрешность более 5%) повторить измерения.

Обработка результатов измерений

1. Вычислить сопротивления каждого из резисторов, используя закон Ома и результаты измерений. Вычислить эквивалентное сопротивление параллельного соединения резисторов R2 и R3, используя известное соотношение. Результат вычисления сравнить со значением, полученным по закону Ома.

2. Проверить результаты измерения токов, используя первое правило Кирхгофа для узла "b" (см. рис. 2).

3. Вычислить отношение токов I2 и I3, результат вычисления сравнить с отношением сопротивлений резисторов R2 и R3; сделать вывод по данному сравнению.

4. Проверить выполнение баланса мощности в цепи при смешанном соединении резисторов.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи и правила Кирхгофа.

2. Объясните порядок построения потенциальной диаграммы.

3. Предложите способ косвенного определения тока короткого замыкания источника.

4. Объясните, как распределяется напряжение источника между резисторами в последовательной цепи.

5. Объясните, как распределяется ток между резисторами в параллельной цепи.

6. Сформулируйте правило для определения направления тока в ветви с помощью мультиметра.

7. Сформулируйте способ косвенного измерения тока по результатам измерения напряжения на резисторе известного сопротивления.

Лабораторная работа n 2 «Изучение цепи постоянного тока с двумя источниками эдс» Цель работы:

• приобретение навыков применения обобщенного закона Ома, методов наложения и узловых потенциалов для анализа цепи;

• приобретение навыков построения потенциальных диаграмм и их использования для анализа цепи.

Схема цепи изображена на рис. 3. Цепь состоит из трёх ветвей, соединяющих два узла (b и d), и содержит два источника ЭДС и три резистора. В качестве источников Е1 и Е2 следует использовать соответственно нерегулируемый (15 В) и регулируемый (0…15 В) источники из лабораторного блока генераторов. Направления токов ветвей не указаны специально, так как Вам предстоит их определить в ходе работы самостоятельно. Номинальные сопротивления резисторов R1, R2 и R3 и ЭДС источника Е2 выбираются в соответствии с таблицей 3.

Рис.3. Схема цепи c двумя источниками ЭДС:

направления обозначенных токов (I₁, I₂, I₃) на схеме не обозначены;

определите их самостоятельно с помощью мультиметра и укажите на схеме.

Таблица 3

Подгруппа / бригада	E2	R1	R2	R3	Подгруппа / бригада	E2	R1	R2	R3
Ед.измерения	В	Ом			Ед.измерения	В	Ом
1 / 1	13	220	100	68	2 / 1	8	470	330	220
1 / 2	11	1000	100	220	2 / 2	10	680	220	100
1 / 3	9	680	470	330	2 / 3	12	1000	220	330
1 / 4	7	1000	680	100	2 / 4	14	1000	470	220

Рекомендуемые формы таблиц для работы № 2 даны ниже (таблицы 4 и 5).

Таблица 4

UE1

UE2

R1

R2

R3

I1

I2

I3

U1

U2

U3

a

b

c

В

Ом

мА

В

Таблица 5

Токи ветвей	Измеренные значения токов			Расчётные значения токов
	Включен только E1	Включен только E2	Включены оба источника		Метод наложения	Метод двух узлов
I1, мА
I2, мА
I3, мА