Лабораторная работа №3.

Регулирование тока и напряжения приемника.

Цель работы: Ознакомиться со способами регулирования тока и напряжения на приемнике и преимуществом практического применения каждого способа регулирования.

Основные теоретические сведения.

Ток и напряжение приемника можно регулировать с помощью реостата (рис.3-1) и с помощью делителя (рис.3-4).

Рис.3-1.

Т

U

U

окI и напряжение Uн в цепи с последовательном соединением Rp и Rн (рис.3-1) связаны с величиной сопротивления регулировочного реостата Rp соотношениями:

I

Rн(к + 1)

к+1

= ――――― , (3.1) Uн = —— , (3.2)

Rр

г

Rн

де к = — .

В соответствии с уравнением (3.2) построена кривая на рис.3-2.

Рис.3-2.

При увеличении сопротивления приемника Rн и неизменном максимальном значении сопротивления регулировочного реостата (Rp=0÷Rp макс.) пределы регулирования напряжения на приемнике сужаются (рис.3-3).

Рис.3-3.

Здесь ,.

При регулировании реостатом для расширения пределов и более плавного регулирования можно применить несколько реостатов, соединенных последовательно.

Рис.3-4.

Н

URн

апряжениеUн в цепи с параллельным соединением Rд и Rн (рис.3-4) связано с введеной частью делителя R1, (параллельной приемнику) соотношением:

Rд (1+— — ) – R1

Rн

Uн = ———―—————

R1

βU

и

1-λ+β / λ

лиUн = ———— , (3-4)

Rн

R2

г

Rд

Rд

деβ = —— , λ = ―

В

Uн

U

соответствии с уравнением (3-4) построены кривые относительно выходного напряжения = ƒ(λ) для различных λ (рис.3-5).

Рис.3-5.

Перечень оборудования:

1. Источник питания 36 В.

2. Резисторы: Rp=0÷100 Ом, R3=75 Ом.

3. Измерительные приборы: амперметр, вольтметр.

Содержание работы.

Рассмотреть два способа регулирования тока и напряжения на приемнике при различных нагрузках:

1. с помощью регулировочного сопротивления, включенного последовательно с источником питания и приемником,

2. с помощью делителя напряжения.

Порядок выполнения работы.

1. Регулирование с помощью регулировочного сопротивления.

1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-6.

Рис.3-6.

В качестве регулировочного сопротивления используется сопротивление Rp (R=0÷100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника Rн1 используется резистор R4=36 Ом, и в качестве приемника Rн2 - резистор R3=75 Ом.

1. Изменяя сопротивление регулировочного реостата Rp при Rн1 снять показания приборов для 5-6 точек и занести их в таблицу 1.

Таблица 1.

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений			Rн1=36 Ом
	U1, B	U2, B	I, A	Rp, Ом	Rp/Rн1	U2/U1
1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. Тот же эксперимент повторить при Rн2 и занести данные в таблицу 2.

Таблица 2.

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений			Rн2=75 Ом
	U1, B	U2, B	I, A	Rp, Ом	Rp/Rн1	U2/U1
1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. По данным измерений вычислить Rp (введенную часть регулировочного реостата), U2/U1, найти отношения Rp/Rн1, Rp/Rн2.

1.5. По данным таблиц 1 и 2 построить зависимости

и

2. Регулирование делителем.

1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-7.

Рис.3-7.

В качестве делителя используется сопротивление Rp (R=0÷100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника Rн1 используется резистор R4=35 Ом, в качестве приемника Rн2 резистор R3=75 Ом. Вольтметр V2 должен быть включен до ключа В1.

2. Изменяя положение подвижного контакта делителя напряжения вращением ручки Rp снять показания приборов для 5-6 точек при Rн1 и занести эти показания в таблицу 3.

При каждом данном положении подвижного контакта делителя измерить напряжение холостого хода U2х (при отключенном приемнике ключ В1 разомкнут).

Таблица 3.

№ п/п	Данные измерений				Данные вычислений		Rн1=20 Ом
	U1, B	U2, B	U2x, B	I, A	U2/U1	R1/R2
1. 2. 3. 4. 5. 6.

2. П

   U2x

   овторить опыт при сопротивлении приемникаRн2=40 Ом. Показания занести в таблицу, подобную таблице 3.

2. П

   U1

   о данным измерений вычислитьU2/U1, R1/Rд = —

2. По данным таблиц построить две зависимости:

при Rн2=40 Ом и Rн1=20 Ом.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Схемы исследования.

4. Таблицы приборов и оборудования.

5. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

6. Расчетные формулы.

7. Графики зависимостей.

8. Вывод.

Контрольные вопросы.

1. Вывести зависимости (3.1) и (3.2) для схемы рис.3-1.

2. Как влияет отношение Rp макс./ Rн на пределы регулирования тока и напряжения при реостатном регулировании?

3. Вывести зависимость (3.3) для схемы рис.3-4.

4. Написать зависимости тока I от сопротивления R1 для схемы рис.3-4.

5. К

   Rн

   R д

   ак влияет отношение β = — на пределы регулирования напряжения?

Rн

6. К

   Rд

   ак влияет отношение β = — на характер регулирования напряжения?

Литература.

1. Сборник задач по общей электротехнике/Под ред. В.С.Пантюшина. – М.: Высшая школа, 1973, №№ 1.5, 1.6, 1.12, 1.41.