
3 СЕМ / lab2
.docГосударственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования Ордена Трудового Красного Знамени
«Московский технический университет связи и информатики»
Лабораторная работа №2
«Исследование на ЭВМ характеристик источника постоянного
напряжения»
ПОЖАЛУЙСТА ОЗНАКОМЬТЕСЬ с ТЕОРИЕЙ ПО ЛАБЕ ЗАХАРОВ ОЧЕНЬ ХОРОШИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
НЕ ПОДВОДИТЕ МЕНЯ И НЕ РАЗАЧАРОВЫВАЙТЕ ЕГО
Выполнил студент учебной группы
Преподаватель:
Захаров Николай Анатольевич
Москва 202
Цель работы
С помощью программы Micro-Cap получить внешние характеристики источников напряжения. Познакомится с зависимыми источниками.
Формулы
E=2,4В – ЭДС источника;
R=320 Ом – внутреннее сопротивление источника;
Rн=0, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 1280, 2560, 5000 Ом – сопротивление нагрузки;
I=E/(r+Rн) – ток в нагрузке от сопротивления Rн;
Uн=IRн=f(Rн) – падения напряжения на нагрузке от сопротивления нагрузки Rн;
Рист=ЕI=f(Rн) – мощность источника от сопротивления нагрузки Rн;
Pr=I2 r – мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника от сопротивления нагрузки Rн;
Pн=I 2 Rн=f(Rн) – мощность, выделяемая на нагрузке от сопротивления нагрузке Rн;
ŋ=100%(Pн/Pи)=f(Rн) – КПД цепи от сопротивления нагрузки Rн.
Таблица расчётов
По предварительному рассчету |
Получено эксперементально |
|||||||||||
R н О м |
I, мА |
U н, В |
Pист, Вт |
Pr, Вт |
Pн, Вт |
ŋ, % |
I, мА |
Uн, В |
Pист, Вт |
Pr, Вт |
Pн, Вт |
ŋ, % |
0 |
0,0075 |
0 |
0,018 |
0,0180 |
0 |
0 |
0,0075 |
0 |
0,018 |
0,018 |
0 |
0 |
10 |
0,0072 |
0,0722 |
0,0175 |
0,0169 |
0,0005 |
3,03 |
0,0073 |
0,0727 |
0,0175 |
0,0169 |
0,0005 |
3,03 |
20 |
0,0071 |
0,1412 |
0,0169 |
0,0159 |
0,001 |
5,885 |
0,0071 |
0,1412 |
0,0169 |
0,0159 |
0,001 |
5,882 |
40 |
0,0067 |
0,2667 |
0,016 |
0,0142 |
0,0018 |
11,09 |
0,0067 |
0,2667 |
0,016 |
0,0142 |
0,0018 |
11,11 |
80 |
0,006 |
0,48 |
0,0144 |
0,0115 |
0,0029 |
20 |
0,006 |
0,48 |
0,0144 |
0,0115 |
0,0029 |
20 |
160 |
0,005 |
0,8 |
0,012 |
0,008 |
0,004 |
30 |
0,005 |
0,8 |
0,012 |
0,008 |
0,004 |
30 |
320 |
0,0038 |
1,2 |
0,009 |
0,0045 |
0,0045 |
50 |
0,0037 |
1,2 |
0,009 |
0,0045 |
0,0045 |
50 |
1280 |
0,0015 |
1,92 |
0,0036 |
0,0007 |
0,0029 |
80 |
0,0015 |
1,92 |
0,0036 |
0,0007 |
0,0029 |
80 |
2560 |
0,0008 |
2,13 |
0,002 |
0,0002 |
0,0017 |
89,16 |
0,0008 |
2,133 |
0,002 |
0,0002 |
0,0017 |
88,89 |
5000 |
0,0005 |
2,2556 |
0,0011 |
0,0001 |
0,001 |
93,99 |
0,0005 |
2,256 |
0,0011 |
0,0001 |
0,001 |
93,99 |
Схема цепи:
График №1 зависимости тока от сопротивления нагрузки
График №2 зависимости напряжения от сопротивления нагрузки
График №3 зависимости мощности источника от сопротивления
нагрузки
График №4 зависимости мощности, выделяемой на внутреннем сопротивлении источника от сопротивления нагрузки
№5 зависимости мощности, выделяемой на нагрузке от
сопротивления нагрузки
График №6 зависимости КПД цепи от сопротивления нагрузки
Схема исследуемой цепи с ИНУТ
По предварительному расчету |
ЭВМ |
|||
Rн, Ом |
γ, Ом |
Im, A |
Um, B |
Um, B |
100 |
3 |
2 |
6 |
6 |
200 |
3 |
2 |
6 |
6 |
200 |
3 |
3 |
9 |
9 |
Осциллограмма напряжения источника от управляющего тока
(R1=100 Ом, А = 2)
Осциллограмма напряжения источника от управляющего тока
(R1=200 Ом, А = 2)
Осциллограмма напряжения источника от управляющего напряжения (R1=200 Ом, А = 3)
Выводы:
Сопротивление нагрузки не влияет на амплитуду тока ИНУТ.
С увеличением амплитуды управляющего тока растёт и амплитуда тока ИНУТ.
КПД цепи растет с ростом сопротивления нагрузки.
Контрольные вопросы:
1. Источник ЭДС – независимый источник напряжения, обладающий двумя полюсами, напряжение на которых не зависит от сопротивления цепи, в которую он включен.
2. Режимы работы источника ЭДС: источник (ток и ЭДС сонаправлены) и потребитель (ток и ЭДС не сонаправлены).
3. Падение напряжения на нагрузке Uн при Rн = r равно I=E/(r+Rн), Uн=IRн,
Uн=(Е/(2*r))*r=E/2 половина ЭДС.
4. Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника Pr
при Rн = r равна I=E/(r+Rн), Pr=I2 r, Pr=(E2 / 4*r2)*r=E2/4*r=(I*E)/2= P/2 – половина мощности источника.
5. КПД при Rн = r равняется 50%.