Лабораторная работа №1

3.7 Проверка возможности замены треугольника сопротивлений эквивалентной звездой

Выставлены значения сопротивлений треугольника на элементах R2, R3, R4 согласно варианту №5:

R2 = 340 Ом

R3 = 680 Ом

R4 = 425 Ом

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

R9 = R2*R4/(R2+R3+R4) = 340*425/(340+680+425) = 100 Ом (3.4)

R10 = R3*R4/(R2+R3+R4) = 680*425/(340+680+425) = 200 Ом (3.5)

R11 = R2*R3/(R2+R3+R4) = 340*680/(340+680+425) = 160 Ом (3.6)

Устанавливаем рассчитанные значения сопротивлений резисторов R9, R10, R11 на макете.

Переключатель SA1 устанавливается в положении «2» и определяются токи через элементы R5 и R6 , замерив напряжения на этих элементах и пересчитав их в токи по закону Ома.

Перевести переключатель SA1 в положение «1», тумблер S1 во включенное состояние и определить токи через элементы R7 и R8.

Результаты измерений занесены в таблицу 3.7.

13

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.

3.8 Проверка возможности замены звезды сопротивлений эквивалентным треугольником

Выставить значения сопротивлений звезды на резисторах R9, R10, R11 согласно варианту №3.

R9 = 100 Ом

R10 = 200 Ом

R11 = 160 Ом

Рассчитать сопротивления эквивалентного треугольника на элементах R2, R3, R4 по приводимым ниже формулам:

14

Установить рассчитанные значения сопротивлений резисторов R2, R3, R4 на макете и произвести измерения, аналогичные проведенным в пункте 3.7 программы.

Результаты измерений занесены в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 — Результаты измерений

3.9 Выводы по результатам всех проведённых экспериментов

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

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 были подсчитаны значения силы тока на резисторе R8;

Справедливость 1-ого закона Кирхгофа. В заданиях 3.3 и 3.4

были выставлены сопротивления и сняты напряжения ветвей,

15

соединяющихся в узлах 2 и 3 соответственно заданиям, и вычислены соответствующие токи. В обоих случаях алгебраическую сумму всех токов можно считать равной нулю, так как погрешность измерений не превысила 10%, из чего и следует справедливость закона;

Справедливость 2-ого закона Кирхгофа. В заданиях 3.5 и 3.6 были сняты напряжения соответствующих ветвей в замкнутом контуре. В обоих случаях алгебраическую сумму всех напряжений можно считать равной нулю, так как погрешность измерений не превысила 10%, из чего следует справедливость закона;

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.

16

4Заключение

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

Отчет был написан согласно ОС ТУСУР 01-2021.

17