Лабораторные работы / Электротехника Лабораторная работа 1

3.4 Проверка выполнения первого правила Кирхгофа для узла “3”

Измерения производятся аналогично тому, как это было сделано в предыдущем пункте. Результаты измерений представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Результаты измерений

11

3.5 Проверка выполнения второго правила Кирхгофа для замкнутого

контура на резисторах R2, R3, R4

Измерения напряжений на резисторах производятся с помощью одного вольтметра. При измерениях напряжений выбирается направление обхода замкнутого контура (по часовой стрелке либо против часовой стрелки) и переносится последовательно с элемента на элемент оба шнура вольтметра.

Результаты измерений представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Результаты измерений

12

3.6 Проверка выполнения второго правила Кирхгофа для замкнутого

контура на резисторах R7...R10

Значения сопротивлений резисторов R9, R10 и R11 взяты согласно варианту

62 (R9 = 167 Ом, R10 = 125 Ом, R11 = 60 Ом).

Для проведения измерений тумблер S1 переводится во включенное состояние, переключатель SA1 переводится в положение “1”. Измерение напряжений производится аналогично тому, как это выполнялось в пункте 3.5. Результаты измерений представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Результаты измерений

13

3.7 Проверка возможности замены треугольника сопротивлений эквивалентной звездой

Значения сопротивлений треугольника согласно варианту 5: R2 = 340 Ом, R3 = 680 Ом, R4 = 425 Ом.

Были рассчитаны сопротивления эквивалентной звезды на элементах R9, R10, R11 по приводимым ниже формулам:

Переключатель SA1 установить в положении “2” и определить токи через элементы R5 и R6, замерив напряжения на этих элементах и пересчитав их в токи по закону Ома.

Перевести переключатель SA в положение «1» тумблер S1 во включенное состояние и определить токи через элементы R7 и R8.

Результаты измерений представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Результаты измерений

14

Схемы треугольника и звезды сопротивлений эквивалентны, если при замене одной фигуры на другую в оставшейся части цепи токи не изменятся. Если посмотреть на конфигурацию исследуемых здесь цепей, то с учетом равенства сопротивлений резисторов R5, R6, R7, R8 эквивалентность подтвердится, если будут равны токи через резисторы R5, и R7, а также через резисторы R6 и R8.

15

3.8 Проверка возможности замены звезды сопротивлений эквивалентным треугольником

Значения сопротивлений звезды согласно варианту 3: R9 = 100 Ом, R10 = 200 Ом, R11 = 160 Ом.

Были рассчитаны сопротивления эквивалентного треугольника на элементах R9, R10, R11 по приводимым ниже формулам:

R2=R9+R11+R9 R11 =340 Ом;

R10

R3=R10+R11+R10 R11 =680 Ом;

R9

R4=R9+R10 +R9 R10 =425Ом.

R11

Были установлены рассчитанные значения сопротивлений резисторов R2, R3, R4 на макете и произведены измерения, аналогичные проведенным в пункте 3.7. Результаты измерений представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Результаты измерений

16

3.9 Выводы по результатам всех проведенных экспериментов

Вывод: в ходе лабораторной работы были экспериментально подтверждены свойства реальных источников питания; основополагающие законы электротехники (первого и второго законов Кирхгофа); правила эквивалентного преобразования электрических схем:

1)Справедливость закона Ома. В заданиях 3.1 и 3.2 были сняты значения напряжения в узлах 5, 6 и 7,9, после чего с помощью закона Ома мы подсчитали значения силы тока на резисторе R8;

2)Справедливость I закона Кирхгофа. В заданиях 3.3 и 3.4 были сняты измерения сопротивлений и напряжений ветвей, соединяющихся в узлах 2 и 3 соответственно заданиям, и вычислены соответствующие токи. В обоих случаях алгебраическая сумма всех токов была равна нулю, из чего и следует справедливость закона;

3)Справедливость II закона Кирхгофа. В заданиях 3.5 и 3.6 были сняты напряжения соответствующих ветвей в замкнутом контуре. В обоих случаях алгебраическая сумма всех напряжений была равна нулю, из чего следует справедливость закона;

4)Справедливость эквивалентных преобразований сопротивлений электрической цепи. В заданиях 3.7 и 3.8 необходимо было по данным сопротивлениям и топологии вычислить токи на резисторах с равными сопротивлениями. При замене “звезды” на ”треугольник” и наоборот сила тока на рассматриваемых одинаковых резисторах оказалась одинаковой, из чего можно сделать вывод, о справедливости данных эквивалентных преобразованиях.

17

4Заключение

Входе лабораторной работы была проведена экспериментальная проверка: свойств реальных источников питания; основополагающих законов электротехники (первого и второго законов Кирхгофа); правил эквивалентного преобразования электрических схем.

18