Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
(ФГБОУ ВО «КубГТУ»)
Институт компьютерных систем и информационной безопасности.
Направление 10.03.01 Информационная безопасность.
Отчет по лабораторной работе №2
По дисциплине: «Электротехника»
На тему: «Исследование линейной цепи с двумя источниками постоянного напряжения.»
Выполнил студент:
Руководитель работы, профессор:
Краснодар
Цель работы:
Экспериментальное исследование двухконтурной схемы цепи с двумя источниками постоянного напряжения.
Задание №1
Значения:
N = 20
ЭДС:
E1 = 5 + N = 5 + 20 = 25 В
E2 = 3 + N = 3 + 20 = 23 В
Rвт1 = 0.5 + int(N/8) = 0.5 + 2 = 2.5 Ом
Rвт2 = 2 + int(N/5) = 2 + 4 = 6 Ом
R = 10 + N = 10 + 20 = 30 Ом
Схема:
По схеме, используем законы Кирхгофа и построим систему уравнений:
Рассмотрим первый узел:
I1 + I2 – I = 0 (Согласно первому закону Кирхгофа)
Рассмотрим контур E1,R:
I1*Rвт1 + I*R = E1 (Согласно второму закону Кирхгофа)
Рассмотрим контур E2,R:
I2*Rвт2 + I*R = E2 (Согласно второму закону Кирхгофа)
Составим систему(указав все токи):
I1 + I2 – I = 0
I1*Rвт1 + I2*0 + I*R = E1
I1*0 + I2*Rвт2 + I*R = E2
Поставим значения:
I1 + I2 – I = 0
I1*2.5 + I2*0 + I*30 = 25
I1*0 + I2*6 + I*30 = 23
Используя ElCalc, решим систему:
I1 = 0.777 A
I2 = -0.009 A
I = 0.768 A
Для разных значений сопротивлений были проведены аналогичные действия.
Формула для вычисления U1:
U1 = E1 – Rbt1*I1
Формула для вычисления мощности P:
P = I^2 * R
Таблица рассчитанных значений:
R, Ом |
300 |
150 |
60 |
30 |
22.5 |
15 |
7.5 |
I1, А |
0.292 |
0.348 |
0.514 |
0.777 |
0.945 |
1.263 |
2.095 |
I2, A |
-0.211 |
-0.187 |
-0.119 |
-0.009 |
0.060 |
0.192 |
0.539 |
I, A |
0.080 |
0.160 |
0.395 |
0.768 |
1.006 |
1.456 |
2.634 |
U1, В |
24.27 |
24.13 |
23.715 |
23.057 |
22.637 |
21.842 |
19.762 |
P, Вт |
1.92 |
3.84 |
9.361 |
17.694 |
22.770 |
31.799 |
52.034 |
Задание №2:
Построили схему в Multisim
Показания приборов при R = 30 Ом
U1 = 23.056 V
I1 = 0.778 A
I2 = 9.262 mA
I3 = 0.769 A
Задание №3:
Измерено при сопротивлении нагрузки R [Ом], равном: |
Рассчитано при R |
||||||||||
Токи ветвей, напряжение U1 и мощность P |
Inf (XX) |
300 |
150 |
60 |
30 |
22.5 |
15 |
7.5 |
0 (КЗ) |
30 |
|
I1, A |
0.235 |
0.292 |
0.349 |
0.514 |
0.778 |
0.945 |
1.263 |
2.095 |
- |
0.777 |
|
I2, A |
0.235 |
0.212 |
0.188 |
0.119 |
0.009 |
-0.061 |
-0.193 |
-0.54 |
- |
-0.009 |
|
I3, A |
0 |
0.081 |
0.161 |
0.395 |
0.769 |
1.006 |
1.456 |
2.635 |
- |
0.768 |
|
U1, В |
24.412 |
24.269 |
24.128 |
23.714 |
23.056 |
22.636 |
21.842 |
19.762 |
- |
23.04 |
|
P, Вт |
0 |
1.965 |
3.884 |
9.367 |
17.73 |
22.771 |
31.801 |
52.072 |
0 |
17.6 |
|
Задание №4:
Тестовые задания:
U10 = (E1/R1 + E2/R2) / (1/R1 + 1/R2 + 1/R)
Уменьшилась ЭДС аккумуляторной батареи
U=E
1 Ом
220 В