Лабораторочки / тоэ2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ТОЭ

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ

Студенты гр. фыв		фыв
		фыв
		фыв
Преподаватель		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Обработка результатов измерений

1) Исследование цепи при питании ее от 2-х источников

Рисунок 1. Исследуемая схема с 2-мя источниками

Законы Кирхгофа:

U, В	U1, В	U2, В	U3, В	U4, В	I, мА	I1, мА	I2, мА	I3, мА	I4, мА
2	0,39	0,44	1,61	2,05	1,03	0,25	0,3	0,55	0,71

Таблица 1. Измеренные и рассчитанные значения элементов цепи

Измеренные значения почти соответствуют измеренным. Два уравнения ЗТК показывают, что измерения произведены верно. Значение второго уравнения можно объяснить внутренним сопротивлением цепи, человеческим фактором и обозначить за погрешность.

2) Определение токов цепи методом наложения

С подключенным ИН: I ≡ ХХ

Рисунок 2. Схема с единственным ИН

С подключенным ИТ: U ≡ КЗ

Рисунок 3. Cхема с единственным ИТ

Источник	I1, мА	I2, мА	I3, мА	I4, мА
U	0,61	0,91	0,36	0,24
I	0,37	0,55	0,18	0,45
U, I	0,24	0,36	0,54	0,69

Таблица 2. Значения, посчитанные методом наложения

Источник	I1, мА	I2, мА	I3, мА	I4, мА
U	0,61	0,24	0,36	0,25
I	0,35	0,54	0,19	0,47
U, I	0,24	0,3	0,55	0,69

Таблица 3. Измеренные значения

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

Рисунок 4. Схема эквивалентного ИН (а) и схема с ХХ в 3-ей ветви (б)

Снятые значения: .

Посчитаем теоретическое значение тока I₃ в 3-ей ветви:

Рассчитанное I₃ и снятое I_ХХ значения почти совпадают, что доказывает верность измерений.

4) Экспериментальная проверка принципа взаимности

Уберем из цепи ИТ, измерим ток в 3-ей ветви I₃. Переместим ИН U = 2В в 3-ью ветвь.

Рисунок 5. Схема цепи с ИН в 3-ей ветви

Ток I₁ в 1-ой ветви будет равен , что можно подтвердить расчетами: , а также из п.1.

Ответы на вопросы

1. Результаты контроля данных в 2.2.1:

Данные, полученные в разделе 2.2.1, проверены с использованием уравнений Кирхгофа. Расчеты по законам Кирхгофа совпадают с измеренными значениями токов — это подтверждает корректность экспериментальных данных.

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

Нет, токи в ветвях не изменятся, так как изменение полярности источника напряжения и направления источника тока одновременно компенсирует друг друга. Токи останутся прежними по величине, но их направления изменятся на противоположные.

3. Чему равно напряжение между узлами «С» и «D» цепи?

Напряжение между узлами «С» и «D» можно определить, используя метод узловых потенциалов или метод эквивалентного источника. При базисном напряжении в нижнем узле цепи, .

4. Как изменить напряжение ИН, чтобы ток I₁​ стал равен нулю?

Для того чтобы ток I₁​ стал равен нулю, необходимо подобрать такое напряжение ИН, которое компенсирует влияние источника тока в этой ветви. Это можно сделать, решив уравнение для I₁​=0 методом наложения или используя законы Кирхгофа.

5. Почему рис. 2.4, б при U=U₀​ реализует схему метода эквивалентного источника напряжения (рис. 2.3, а)?

Рис. 2.4(б), при U=U₀​ реализует схему метода эквивалентного источника, потому что напряжение U₀​ представляет собой напряжение холостого хода на зажимах A и B, а подключение этого напряжения к ветви с сопротивлением R₃​ эквивалентно замене всей цепи одним источником напряжения U₀​ с внутренним сопротивлением R₀​.

6. Чему будет равен ток I₁​​, если ИН поместить в ветвь 4, а ИТ отключить?

Ток I₁​​ в этом случае можно определить, используя принцип взаимности. Если ранее источник напряжения в ветви 1 вызывал ток в ветви 3, то теперь, когда источник перемещен в ветвь 4, ток в ветви 1 будет таким же, как и ток в ветви 3 в предыдущем случае (при условии, что сопротивления и параметры цепи остаются неизменными).

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

Для раздела 2.2.2 (метод наложения) результаты можно проконтролировать, сравнивая алгебраическую сумму токов от каждого источника с измеренными значениями при одновременном включении обоих источников.

Для раздела 2.2.3 (метод эквивалентного источника) следует сравнить измеренный ток I₃​​ с рассчитанным значением по формуле  ​​.

Для раздела 2.2.4 (принцип взаимности) нужно убедиться, что ток в ветви 1 при переносе источника в ветвь 3 равен току в ветви 3 в исходном опыте.

Выводы

В ходе выполнения лабораторной работы были исследованы линейные резистивные цепи, питаемые от двух источников. Были экспериментально закреплены основные законы и методы анализа линейных резистивных цепей. Полученные результаты согласуются с теоретическими расчетами, что свидетельствует о корректности проведенных измерений и примененных методов. Также, работа способствовала закреплению навыков работы с электротехническими схемами и измерительными приборами.