Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОННИКИ (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. 712-2 ___________ Л.С. Болтушкин ___________ А.В. Туранов ___________

Руководитель Старший преподаватель

кафедры КИБЭВС

_______ __________ А.С. Семенов

__________

Томск 2023

Введение

Целью работы является экспериментальная проверка свойств реальных источников питания; основополагающих законов электротехники (первого и второго закона Кирхгофа); правил эквивалентного преобразования электрических схем.

1 Основные теоретические положения

Свойства источника электрической энергии описываются зависимостью U(I), называемой внешней характеристикой источника. Если зависимость U(I) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат то резистор называется линейным и описывается соотношением, называемым законом Ома.

U = R ⋅ I

Первое правило Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в каждом узле любой цепи, равна нулю

Второе правило Кирхгофа гласит, что при составлении уравнения напряжений для контура нужно выбрать положительное направление обхода контура. При этом падение напряжения совпадает с ранее выбранным направление тока ветви, и отрицательным – в противном случае.

В электротехнике существует два способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого проводников.

При параллельном соединении падание напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Метод эквивалентного преобразования заключается в том, что электрическую цепь или её часть заменяют более простой по структуре электрической цепью. При этом токи напряжения в непреобразованной части цепи должны оставаться неизменными, т.е. такими, какими они были до преобразования. В результате преобразования расчет цепи упрощается и часто сводится к элементарным арифметическим операциям.

Внешний вид лицевой панели макеты со схемой электрической принципиальной приведен на рисунке 1.1. Питание макеты осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц.

Трёхпозиционный переключатель SA1 позволяет выбрать один из трех режимов работы макета: в положении «1» к источнику питания подключена правая часть схемы с резистором R₇ … R₁₁; в положении «хх» (холостой ход) источник отключен от нагрузок; в положении «2» 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.

Рисунок 1.1 – Макет со схемой электрической принципиальной

Значение ЭДС по вариантам приведены в таблице 1. Значения сопротивлений нерегулируемых резисторов приведены в таблице 2, дискретно регулируемых - в таблице 3.

Таблица 1 – Значения ЭДС

Вариант №	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
ЭДС, В	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8,5

Таблице 2 – Значения сопротивлений нерегулируемых резисторов

R1, Ом	R5, Ом	R6, Ом	R7, Ом	R8, Ом	rвн, Ом
1	150	150	150	150	10

Таблица 3 – Значения сопротивлений дискретно регулируемых резисторов

Положение переключателя	Элементы
	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R9, Ом	R10,Ом	R11,Ом
1	200	300	500	100	150	60
2	400	600	425	167	125	100
3	340	282	362	77	231	92
4	174	680	-	133	200	160