3.3. Программа работы

3.3.1. Исследование цепи при последовательном соединении элементов

Рассчитать эквивалентное сопротивление R_экв, ток, напряжения и мощности элементов R1, R3, R4, R2 при последовательном их соединении и подключении цепи к источнику питания U_пит. Убедиться в том, что мощность, выделяемая в сопротивлениях, не превышает допустимой (0,125 Вт).

Составить схему электрической цепи при последовательном соединении элементов. При отсутствии напряжения (выключенном “Блоке питания”) собрать схему исследуемой цепи, соблюдая полярность. Гнезда Х1, Х2 соединить с выводами источника постоянного напряжения +12 В. К гнездам Х3, Х4 подключить цифровой миллиамперметр постоянного тока. Между гнездами Х11, Х12 установить перемычку.

После проверки схемы преподавателем подать напряжение (включить “Блок питания”) и измерить ток в цепи.

При изменении места включения аналогового вольтметра постоянного тока отключать напряжение (выключать “Блок питания”), выполнять необходимые переключения, подавать напряжение и производить измерения.

Поочередно подключая аналоговый вольтметр к гнездам Х6 – Х7, Х7 – Х8, Х9 – Х10, Х10 – Х5, измерить напряжения U₁, U₃, U₄, U₂ на соответствующих сопротивлениях.

Сравнить расчетные и экспериментальные данные.

3.3.2. Исследование цепи при смешанном соединении элементов

Рассчитать эквивалентные сопротивления, токи и напряжений на элементах R1, R2, R3, R4, R5, R6 при их смешанном соединении и подключении цепи к источнику питания U_пит.

Эквивалентные сопротивления последовательно включенных сопротивлений

R₃₄ = R₃ + R₄, R₅₆ = R₅ + R₆. (3.1)

Эквивалентное сопротивление параллельно включенных сопротивлений R₃₄ и R₅₆

R₃₄₅₆ = (R₃₄  R₅₆) / (R₃₄ + R₅₆). (3.2)

Эквивалентное сопротивление всей цепи

R_экв = R₁ + R₃₄₅₆ + R₂. (3.3)

Ток и напряжения на сопротивлениях R₁, R₂

I₁ = I₂ = U_пит / R_экв, U₁ = I₁ R₁, U₂ = I₂ R₂. (3.4)

Напряжения на параллельно включенных сопротивлениях R₃₄ и R₅₆ и токи в них

U₃₄ = U₅₆ = U_пит – U₁ – U₂,

I₃ = I₄ = U₃₄ / R₃₄, I₅ = I₆ = U₅₆ / R₅₆ . (3.5)

Напряжения на сопротивлениях R₃, R₄, R₅, R₆

U₃ = I₃ R₃, U₄ = I₄ R₄, U₅ = I₅ R₅, U₆ = I₆ R₆. (3.6)

Составить схему исследуемой электрической цепи.

При отсутствии напряжения (выключенном “Блоке питания”) собрать схему исследуемой цепи, соблюдая полярность. Гнезда Х1, Х2 соединить с выводами источника постоянного напряжения +12 В. К гнездам Х3, Х4 подключить цифровой миллиамперметр постоянного тока. Между гнездами Х11 – Х12, Х13 – Х14 установить перемычки.

После проверки схемы преподавателем подать напряжение (включить “Блок питания”) и измерить ток I₁ = I₂ в общей части цепи.

Поочередно подключая аналоговый вольтметр постоянного тока к гнездам Х6 – Х7, Х7 – Х8, Х9 – Х10, Х10 – Х5, Х15 – Х16, Х17 – Х18, измерить напряжения U₁, U₃, U₄, U₂, U₅, U₆ на соответствующих сопротивлениях.

Поочередно включая цифровой миллиамперметр постоянного тока вместо перемычек Х11 – Х12, Х13 – Х14, измерить токи I₃ = I₄ и I₅ = I₆.

Сравнить расчетные и экспериментальные данные.

Оформить отчет, который должен содержать: схемы исследуемых цепей, выполненные расчеты, экспериментальные данные.