Lab1_TOE_Chashchin_0391

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра «ТОЭ»

Лабораторная работа

по дисциплине «ТОЭ»

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ»

Студент гр. 0391		Чащин Д.
Преподаватель		Езеров К.С

Санкт-Петербург

2022

Цель работы:

Экспериментальное исследование линейных разветвленных резистивных цепей с использованием методов наложения, эквивалентного источника и принципа взаимности.

Протокол:

№ ветви	1	2	3	4
Uk, В	0,731	-0,906	3,269	4,175
Ik, мА	0,487	0,604	1,093	1,395

Табл.1 - цепь при питании ее от двух источников

Источники		1	2	3	4
U=4 В; I=0 мА	I‘k	1.214	-0.486	0.729	0.486
U=0 В; I=2 мА	I‘’k	-0.726	1.090	0.364	0.910
U=4 В; I=2 мА	Ik

Табл.2 – цепь, рассчитанная методом наложения

3.1.

3.2

-

4.1

4.2

.

Ход работы.

1. Исследование цепи при питании ее от двух источников

Рисунок 1 – Схема с двумя источниками

Рассчитаем токи и напряжения на резисторах при двух источников по закону Кирхгофа.

По первому закону Кирхгофа

По второму закону Кирхгофа

2) Определение токов цепи методом наложения

Для начала исключим ИТ и рассчитаем токи с XХ вместо него.

Рисунок 1- схема с исключением ИТ

Запишем значения токов

Затем проделаем тоже самое с ИН

Рисунок 2- схема с исключением ИН

Запишем значения токов

Теперь заполним таблицу:

Источники		1	2	3	4
U=4 В; I=0 мА	I‘k	1,214	-0,486	0,729	0,486
U=0 В; I=2 мА	I‘’k	-0,726	1,090	0,364	0,910
U=4 В; I=2 мА	Ik	1,214-0,726=0,488	0,604	1,093	1,396

3) Определение тока в ветви с сопротивлением R3 методом эквивалентного источника напряжения

Рисунок 3- МЭИН

Подключаем к цепи два источника U = 4 V и I = 2 mA

Тогда

Исключаем из схемы источники U и I и подключаем переключателем S3 потенциометр R5 и источник напряжения V2 к разомкнутым выводам А, В ветви 3.

Измерим ток I 3 в ветви 3

.

Ток равен по модулю равен ранее измеренному значение.

Проверим результаты измерений, решив схему методом эквивалентного источника напряжения.

Рисунок 4- цепь по отношению к ветви с сопротивлением R3

Найдем ток

, − напряжение ХХ

− эквивалентное (выходное) сопротивление цепи.

Найдем :

Метод Контурных Токов

Рисунок 6- МКТ

Найдем :

Найдем

Совпадает с результатом, данным в таблице 1.

4)Экспериментальная проверка принципа взаимности

Измерим ток при отключенном ИТ

Рисунок 7- принцип взаимности

Перенесем ИТ во вторую ветвь

Рисунок 8- принцип взаимности с переносом ИН

При ,

Ток резистора равен току, рассчитанному в 3 пункте.

Ответы на вопросы

1. Каковы результаты контроля данных в п. 2.2.1?

Результаты контроля с помощью закона Кирхгофа показали верность измеренных данных.

2. Изменятся ли токи ветвей, если одновременно изменить полярность источника напряжения (ИН) и направление тока источника тока (ИТ) на противоположные?

Изменится лишь направление тока, величина силы тока не изменится.

3. Чему равно напряжение между узлами C и D цепи (рис. 2.1)?

0,731В -0.906 В = -0.175 В

4. Как изменить напряжение ИН, чтобы ток в цепи рис. 2.1 стал равен нулю?

5. Почему цепь рис. 2.4, б при реализует схему метода эквивалентного источника напряжения рис. 2.3, а?

Идея метода заключается в следующем: если в цепи любой сложности требуется найти единственную реакцию некоторой ветви, то схема относительно этой ветви может быть заменена эквивалентной схемой с единственным эквивалентным источником напряжения (или тока) с последовательно (или параллельно) включенным эквивалентным сопротивлением.

Так как в нашей работе сложности требуется найти единственную реакцию , то схема относительно этой ветви может быть заменена эквивалентной схемой с единственным эквивалентным источником напряжении с последовательно включенным эквивалентным сопротивлением.

Эквивалентные сопротивления равны, значит цепь рис. 2.4, б при реализует схему метода эквивалентного источника напряжения рис. 2.3, а.

6. Чему будет равен ток если ИН U поместить в ветвь 4, а ИТ отключить?

По методу эквивалентного ИН:

= = 0,72 мА

0,48 мА

7. Как проконтролировать результаты экспериментов в пп. 2.2.2, 2.2.3 и 2.2.4?

Сравнением теоретических и практических значений.

Заключение

Таким образом, мы рассчитали одну схему тремя способами: методами наложения, эквивалентного источника и принципа взаимности. Для расчетов была использована программа Multisim, но и в ней были. Результаты расчетов схемы всеми тремя способами совпали с учетом погрешности.