- •Инженерно-производственный центр «Учебная техника»
- •Электрические цепи постоянного тока
- •Руководство по выполнению базовых экспериментов
- •Эцпот.001 рбэ (901)
- •Содержание
- •5. Эквивалентный источник напряжения (эдс) 55
- •1. Описание комплекта типового лабораторного оборудования «Теоретические основы электротехники»
- •1.1. Общие сведения
- •Компоновка оборудования
- •Блок генераторов напряжений
- •Наборная панель
- •Набор миниблоков по теории электрических цепей и основам электроники
- •Набор трансформаторов
- •Блок мультиметров
- •Ваттметр
- •Набор миниблоков по теории электромагнитного поля
- •Набор планшетов для моделирования электрических и магнитных полей
- •Набор устройств для моделирования поверхностного эффекта и эффекта близости
- •1.1.11. Коннектор
- •1.1.12. Порядок работы с виртуальными амперметрами и вольтметрами
- •1.1.13. Измерение сопротивлений, мощностей и углов сдвига фаз с помощью виртуальных приборов
- •1.1.14. Виртуальный осциллограф
- •1.1.15. Виртуальный псевдоаналоговый прибор
- •1.1.16. Виртуальный прибор «Ключ»
- •1.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •1.2. Электрическая цепь
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •3. Закон Ома
- •4. Цепи с резисторами
- •4.1. Введение
- •4.2. Линейные резисторы
- •4.3. Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом (термисторы)
- •4.4. Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •4.5. Резисторы с зависимостью от напряжения (варисторы)
- •4.6. Резисторы с зависимостью от освещенности (фоторезисторы)
- •4.6.1. Общие сведения
- •4.6.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •4.7. Последовательное соединение резисторов
- •4.8. Параллельное соединение резисторов
- •4.8.1. Общие сведения
- •4.8.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Вопрос 1: Каково полное сопротивление цепи с параллельным соединением резисторов?
- •Вопрос 2: Каковы токи ветвей по отношению к сопротивлениям этих ветвей?
- •4.9. Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов
- •4.9.1. Общие сведения
- •4.9.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •4.10. Делитель напряжения при работе вхолостую
- •4.10.1. Общие сведения
- •4.10.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Вопрос 1: Какую форму имеет кривая на рис. 5.10.4?
- •4.11.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •5. Эквивалентный источник напряжения (эдс)
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Вопрос 1: Как велико падение напряжения наRвн, когда эквивалентный источник напряжения нагружен сопротивлением 100 Ом?
- •6. Последовательное соединение источников напряжения (эдс)
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •7. Параллельное соединение источников напряжения (эдс)
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •8. Электрическая мощность и работа
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •Вопрос 1: Какую информацию несут измеренные величины и построенные кривые?
- •10. Согласование источника и нагрузки по напряжению, току и мощности
- •11. Процессы заряда и разряда конденсатора
- •11.1 Общие сведения
- •11.2. Экспериментальная часть Задание
- •Порядок выполнения эксперимента
- •12. Процессы включения под напряжение и короткого замыкания катушки индуктивности
- •12.1 Общие сведения
- •12.2. Экспериментальная часть Задание
- •Экспериментальная часть
- •Литература
Вопрос 1: Какую информацию несут измеренные величины и построенные кривые?
Ответ: ........................
Вопрос 2:Каких величин ток и напряжение создают потери мощности 2 Вт в резисторе 20 Ом? Определите эти величины по графику (рис. 8.3), построив кривуюI = f(U)данного резистора.
Ответ: ........................
Вопрос 3: Какая электрическая энергия выделяется в резисторе 100 Ом, если к цепи (рис. 9.1) прикладывается напряжение 12 В в течение 10 часов?
Ответ: ........................
9. Коэффициент полезного действия электрической цепи
9.1. Общие сведения
Отношение отдаваемой(выходной)мощности (или энергии) к мощности (или энергии)подводимой(входной) есть мера качества процесса преобразования. Это отношение, называемоекоэффициентом полезного действия, определяется так:
= PВЫХ PВХ ; = WВЫХ WВХ .
Поскольку выходная мощность (энергия) из-за потерь меньше, чем входная, коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше 1.
9.2. Экспериментальная часть
Задание
Определите КПД простой резистивной цепи (рис. 9.1) путем измерения тока и напряжения.
Рис. 9.1
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь согласно схеме (рис. 9.1). Резисторы R1иR2имитируют потери в линии электропередачи.
Мощность PВХ, подводимую к входным зажимам линии 1 – 2, и мощностьPВЫХ, отводимую от выходных зажимов 3 – 4, следует найти, измеряя ток и напряжение.
По измеренным величинам тока и напряжения найдите мощность, используя формулу P = U I, а затем определите КПД по формуле
= PВЫХ PВХ.
Мощность, подводимая к линии Коэффициент полезного действия
I =
U = = PВЫХ PВХ =
PВХ = U I =
Мощность, отводимая от линии Коэффициент полезного действия в %
I =
U = = ( PВЫХ PВХ ) 100 =
PВЫХ = U I =
10. Согласование источника и нагрузки по напряжению, току и мощности
10.1. Общие сведения
Выходные величины напряжения, тока и мощности источника напряжения зависят от его первоначального напряжения (ЭДС) и внутреннего сопротивления, так же как от подключенной к нему нагрузки.
Режим называется согласованным, если сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника. При этом в нагрузке потребляется максимальная мощность.
Рис.11.2
Рис. 10.1
10.2. Экспериментальная часть
Задание
Измеряя напряжение и ток источника (рис. 10.2), установите, когда имеется согласование. Измерения должны быть выполнены в режимах холостого хода, короткого замыкания и различных по величине нагрузок.
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь согласно схеме (рис. 10.2). Поскольку используемый источник питания сам по себе стабилизированный, что означает фактически RВН =0, он дополнен последовательно включенным резистором 22 Ома, имитирующим внутреннее сопротивление.
Рис. 10.2
Затем следует измерить напряжение UНи токIНпри значениях сопротивления нагрузкиRН, указанных в табл. 10.1. Они могут быть набраны с использованием последовательного и параллельного соединения резисторов.
Таблица 10.1
RН, Ом |
0 |
6,9 (1022) |
13,2 (2233) |
22 |
33 |
43 (10+33) |
55 (22+33) |
65 (22+33+10) |
|
UН, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IН, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, мВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность источника напряжения рассчитывается по формуле Р = UIили измеряется непосредственно виртуальным ваттметром.
Занесите все величины в табл. 10.1 и на график (рис. 10.3) для построения кривых IН = f(RН),UН = f(RН)иР = f(RН).
Рис. 10.3
Вопрос: Когда имеют место согласование по току, согласование по напряжению и согласование по мощности?
Ответ: ..........................