Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-
вычислительных систем (КИБЭВС)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ
Отчет по лабораторной работе №1
По дисциплине «Электротехника»
|
Студент гр. 739-1 _______ Климанов М. Д. 20.04.2020
Руководитель: старший преподаватель кафедры КИБЭВС _________ Пехов О.В. 20.04.2020
|
1.Введение
Целью лабораторной работы является экспериментальная проверка: свойств реальных источников питания; основополагающих законов электротехники (первого и второго законов Кирхгофа); правил эквивалентного преобразования электрических схем.
2. Основные теоретические положения
2.1 Описание лабораторной работы
Внешний вид лицевой панели макета со схемой электрической принципиальной приведен на рис.2.1.1. Питание макета осуществляется от сети переменного то ка 220 В, 50 Гц.
Макет содержит один источник питания с внутренним сопротивлением rвн и электродвижущей силой (э.д.с.) Е, которая может регулироваться с помощью соответствующего потенциометра в диапазоне от 1,5 В до 9 В, и ряд нагрузок (резисторов). В соответствии с вариантом значение ЭДС равно 2 В.
В цепи также присутствуют резисторы неизменного напряжения, значения которых равно:
R1 |
R5 |
R6 |
R7 |
R8 |
rвн |
1 Ом |
150 Ом |
150 Ом |
150 Ом |
150 Ом |
10 Ом |
Рисунок 2.1.1 – Макет
Трехпозиционный переключатель SA1 позволяет выбрать один из трех режимов работы макета:
в положении “1” к источнику питания подключена правая часть схемы с резисторами R7....R11;
в положении “хх” (холостой ход) источник отключен от нагрузок, то есть работает на холостом ходу;
в положении “2” к источнику подключена левая часть схемы с резисторами R1....R6.
В ходе работы измерительные приборы используются в режиме вольтметра. Неправильное включение прибора в цепь может привести к травмам и повреждению приборов
2.2 Краткое теоретическое описание
Внешней характеристикой источника питания называется зависимость напряжения на зажимах источника от силы тока.
Точки внешней характеристики рассчитываются по следующим соотношениям:
U56 = E – I*rвн
I = E/( rвн + R8+ R10+ R11)
Закон Ома — эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника (или электрического напряжения) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника. Установлен Георгом Омом в 1826 году (опубликован в 1827 году) и назван в его честь. И для участка цепи выглядит так: I = U/R;
Первый закон Кирхгофа говорит, что сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю. Существует и другая, аналогичная по смыслу формулировка: сумма значений токов, входящих в узел, равна сумме значений токов, выходящих из узла.
Второй закон Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма ЭДС, действующих в контуре равна алгебраической сумме падений напряжения в ветвях контура.
Преобразование треугольник-звезда способ эквивалентного преобразования пассивного участка линейной электрической цепи «треугольника» (соединения трёх ветвей, которое имеет вид треугольника, сторонами которого являются ветви, а вершинами узлы), в «звезду» (соединение трёх ветвей, которые имеют один общий узел).
Эквивалентность «треугольника» и «звезды» обусловлена тем, что при одинаковых напряжениях между одноименными выводами электрической цепи токи, которые втекают в одноименные выводы, а следовательно и мощности также будут одинаковыми.
Стоит заметить, что справедлива и обратная замена. В виде формул это выглядит так:
Треугольник – звезда:
Ra = Rab*Rac/(Rab+Rac+Rbc);
Rb = Rab*Rbc/(Rab+Rac+Rbc);
Rc = Rbc*Rac/(Rab+Rac+Rbc);
Звезда – треугольник:
Rab=Ra+Rb+Rb*Ra/Rc;
Rbc=Rc+Rb+Rb*Rc/Ra;
Rac=Ra+Rc+Rc*Ra/Rb;