2. Исследование последовательного соединения двух источников электрической энергии и их приемника

2.1. На наборном поле собрать схему (рисунок 9) последовательного соединения источников электрической энергии Е₁иЕ₂и нагрузки (приемника)R_Н. РезисторR_Н–элемент № 04 из комплекта наборных элементов.

Рисунок 9 – Схема электрической цепи при последовательном соединении двух источников электрической энергии и нагрузки

Цель опыта:

Рассмотреть качественно разные режимы работы источника, когда он может превращаться из генератора в нагрузку. Это имеет место при изменении соотношения активной и пассивной составляющей источника.

В опыте необходимо менять ЭДС источника №2.

При этом U₂=E₂-IR_ВН2.

1) U₂>0, E₂>IR_ВН2. Этот режим – источник энергии.

2) U₂=0, E₂=IR_ВН2. Предельный случай. Энергия источника используется на внутреннем сопротивлении и не попадает в нагрузку.

3) U₂<0, E₂<IR_ВН2. Энергии источника №2 не хватает для покрытия внутренних нужд. Источник становится нагрузкой для источника №1.

После проверки схемы преподавателем включить источник электрической энергии Е₁, Е₂ тумблером «СЕТЬ» на блоке постоянных напряжений.

Провести измерение тока и напряжений согласно таблице 3 для трех режимов:

1) Напряжение на зажимах регулированного источника U₂имеет положительное значение;

2) U₂=0;

3) U₂– отрицательное.

Изменить напряжение U₂можно с помощью ручки регулирования ЭДС №2.

Измерения должны быть выполнены согласно указанным на схеме условно-положительным направлениям тока и напряжений.

2.2. Подключить к регулированному источнику Е₂комбинированный цифровой прибор в режиме вольтметра в соответствии с направлением, указанным на схеме. Установить с помощью ручки регулирования «Напряжение» на блоке постоянных напряженийU₂ >0(В), соответствующее режиму генератора источника Е₂, и записать установленную величинуU₂в таблицу 3.

Таблица 3 – Зависимость напряжения и тока от режимов работы электрической цепи

Режим	Вымеренные величины
	U2, B	U1, B	UН, B	I, мА	Е2, B
1. U2>0
2. U2=0
3. U2<0

2.3. Измерить напряжения U₁, U_Н,в соответствии с их положительными направлениями, подключая комбинированный цифровой прибор в режиме вольтметра параллельно исследуемым участкам без изменений в схеме.

ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ: отметка «*» на приборе – это условный «-».

Результаты измерений занести в таблицу 3.

Измерить ток Iв соответствии с его положительным направлением, подключив комбинированный цифровой прибор в режиме амперметра вместо перемычки (в разрыв) последовательно с элементами цепи. Результат измерения занести в таблицу 3.

Измерить ЭДС Е₂в режиме холостого хода (перемычка изъята), подключив комбинированный цифровой прибор в режим вольтметра к источнику электрической энергииЕ₂.

Результат измерения занести в таблицу 3.

2.4. Возвратить изъятую перемычку в схему. Установить ручкой регулирования «Напряжение» U₂ =0 В, соответствующее предельному режиму работы регулируемого источника Е₂и записать установленную величинуU₂в таблицу 3.

Измерить напряжения U₁, U_Н, токи ЭДС источника электрической энергииЕ₂ аналогично тому, как описано в пункте 2.3. Результаты измерений занести в таблицу 3.

2.5. Подключить к регулированному источнику Е₂комбинированный цифровой прибор в режиме вольтметра, установить ручкой регулирования «Напряжение» напряжениеU₂<0(В), соответствующее режиму в котором источникЕ₂ становится нагрузкой для источникаЕ₁,и записать установленную величинуU₂в таблицу 3.

Измерить напряжения U₁, U_Н, токи ЭДС источника электрической энергииЕ₂ аналогично тому, как описано в пункте 2.3. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Выключить источники электрической энергии Е₁,Е₂тумблером «СЕТЬ» на блоке постоянных напряжений, отключить тумблером внутреннее сопротивлениеи показать результаты измерений преподавателю.

С разрешения преподавателя разобрать схему.