Лабораторная работа №4 последовательное и параллельное соединение в схемах из резисторов Цель работы

Целью работы является опытная проверка основных свойств последовательного и параллельного соединения резисторов и проявлений этих свойств при смешанном соединении резисторов.

4.1 Теоретические сведения

Различают последовательное, параллельное и смешанное соединения резисторов.

Последовательным называется такое соединение, при котором несколько резисторов соединены один за другим без разветвлений (рис. 4.1).

Последовательное соединение резисторов характеризуется следующими свойствами:

1. по всем последовательно соединенным резисторам протекает один и тот же ток;

2. напряжение, приложенное к зажимам цепи, равно сумме напряжений на отдельных резисторах:

U = U₁ + U₂ + U₃ +…. U_n;

3. напряжения на отдельных резисторах пропорциональны величинам их сопротивлений:

U₁ = R₁ I ; U₂ = R₂ I; U₃ = R₃ I; U_n = R_n I;

4. эквивалентное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных резисторов:

R = R₁ + R₂ + R₃ + …+R_n ;

5. общая мощность, потребляемая последовательно соединенными резисторами, равна сумме мощностей, потребляемых всеми резисторами:

Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + …+Р_n .

Параллельным называется такое соединение, при котором несколько резисторов присоединяются к одним и тем же двум узлам электрической цепи (рис. 4.2). При этом образуется разветвленная цепь. Каждый резистор образует отдельную ветвь электрической цепи.

Параллельное соединение резисторов характеризуется следующими свойствами:

1. напряжения на параллельных ветвях одинаковы и равны напряжению на зажимах питающей сети.

2. общий ток (ток в неразветвленной части цепи) равен сумме токов отдельных ветвей.

I = I₁ + I₂ + I₃ + … + I_n ;

3. токи в параллельных ветвях с резисторами распределяются прямо пропорционально проводимости этих ветвей или обратно пропорционально их сопротивлениям:

I₁ : I₂ : I₃ : … : I_n = g₁: g₂ : g₃ : … : g_n ;

4. эквивалентное сопротивление параллельно соединенных резисторов определяется из формулы:

;

5. общая мощность, потребляемая параллельно соединенными резисторами, равна сумме мощностей, потребляемых отдельными резисторами

Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + …+Р_n .

Рис. 4.1 Рис. 4.2

2. Электрические схемы опытов

Рис. 4.3

Рис. 4.4

4.3 Электрооборудование и приборы

Последовательное соединение

1. Источник электр. энергии постоянного тока – 30 В;

2. Потенциометр - 1 шт;

3. Магазин сопротивлений – 3 шт.;

4. V₁ – на предел 200 В^*;

5. А – на предел 200 мА^*;

6. V₂ – на предел 200 В^*;

^* - в качестве V₁, А, V₂ взять мультиметр.

Параллельное соединение

1. Источник электр. энергии постоянного тока – 30 В;

2. Потенциометр - 1 шт.;

3. Магазин сопротивлений – 3 шт.;

4. V – на предел 200 В^* - мультиметр;

5. А – на предел 1 А, амперметр с пределом 0,25-1 А;

6. А₁ – на предел 1 А, амперметр с пределом 0,25-1 А;

7. А₂ – на предел 0,5 А, амперметр с пределом 0,25-1 А.