Министерство Цифрового Развития, Связи И Массовых

Коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени Федеральное

Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего Образования

«Московский Технический Университет Связи и Информатики»

Кафедра Теории Электрических Цепей

Выполнили:

Студенты группы БИН2406

Проверил:

Ст. Преподаватель

Дата защиты:

_____________ Петров В. А.

___________ Симонов И. М.

____________ Соболев Е. С.

__________ Стушкина Н. А.

__________ февраля 2025 г.

Отчёт

Лабораторная работа №3

Линейная электрическая цепь постоянного тока

Оглавление

Y

Цель работы 4

Краткие теоретические сведения 4

Законы Кирхгофа: 4

Электронные схемы опытов 5

Результаты опытов и вычислений (Петров) 6

Результаты опытов 6

Вычисления 6

Результаты опытов и вычислений (Симонов) 7

Результаты опытов 7

Вычисления 7

Результаты опытов и вычислений (Соболев) 8

Результаты опытов 8

Вычисления 8

Выводы по работе 9

Контрольные вопросы 9

Цель работы

Получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов, измерения токов и напряжений, проверка законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи постоянного тока. Изучение особенностей последовательного и параллельного соединения в электрических цепях.

Краткие теоретические сведения

Законы Кирхгофа:

1. Первый закон: сумма токов в узле равна нулю.

2. Второй закон: сумма напряжений в контуре равна сумме ЭДС.

Линейные электрические цепи:

Состоят из элементов с линейными вольтамперными характеристиками.

Последовательное соединение:

1. Ток одинаков во всех элементах.

2. Эквивалентное сопротивление: сумма сопротивлений.

3. Напряжение: сумма напряжений на участках.

4. Основной недостаток: зависимость работы потребителей друг от друга.

Параллельное соединение:

1. Напряжение одинаково на всех элементах.

2. Ток: сумма токов в ветвях.

3. Проводимость: сумма проводимостей участков.

4. Основное достоинство: независимость работы потребителей.

Электронные схемы опытов

Опыт 3.1, 3.2

I

U₁

U₁

U

Рис. 1

Опыт 3.3, 3.4

I

Рис. 2

Результаты опытов и вычислений (Петров)

Результаты опытов

Опыт 3.1

Измерено				Вычислено
Напряжение на входе цепи U, В	Ток в цепи I, мА	Напряжение на приёмниках, В		Сопротивление приёмника, Ом		Эквивалентное сопротивление цепи, RЭ, Ом
		U1	U2	R1	R2

Таблица 1

Опыт 3.3

U, В	U12, В	I, мА	I1, мА	I1, мА

Таблица 2(а) – измеренные значения

R1, Ом	R2, Ом	g1, См	g2, См	gЭ, См	RЭ, Ом

Таблица 2(б) – вычисленные значения

Вычисления

Опыт 3.1

При

При

Опыт 3.3

При

При

Результаты опытов и вычислений (Симонов)

Результаты опытов

Опыт 3.1

Измерено				Вычислено
Напряжение на входе цепи U, В	Ток в цепи I, мА	Напряжение на приёмниках, В		Сопротивление приёмника, Ом		Эквивалентное сопротивление цепи, RЭ, Ом
		U1	U2	R1	R2
10	39	3.9	6		150
10	35	3.5	6.4		180

Таблица 1

Опыт 3.3

U, В	U12, В	I, мА	I1, мА	I1, мА
6.8	6.7	112	68	45
7.2	7.2	111	72	40

Таблица 2(а) – измеренные значения

R1, Ом	R2, Ом	g1, См	g2, См	gЭ, См	RЭ, Ом
	150
	180

Таблица 2(б) – вычисленные значения

Вычисления

Опыт 3.1

При

При

Опыт 3.3

При

При

Результаты опытов и вычислений (Соболев)

Результаты опытов

Опыт 3.1

Измерено				Вычислено
Напряжение на входе цепи U, В	Ток в цепи I, мА	Напряжение на приёмниках, В		Сопротивление приёмника, Ом		Эквивалентное сопротивление цепи, RЭ, Ом
		U1	U2	R1	R2

Таблица 1

Опыт 3.3

U, В	U12, В	I, мА	I1, мА	I1, мА

Таблица 2(а) – измеренные значения

R1, Ом	R2, Ом	g1, См	g2, См	gЭ, См	RЭ, Ом

Таблица 2(б) – вычисленные значения

Вычисления

Опыт 3.1

При

При

Опыт 3.3

При

При

Выводы по работе

В ходе лабораторной работы были изучены линейные электрические цепи постоянного тока. Экспериментально подтверждены законы Ома и Кирхгофа для последовательных и параллельных соединений. Выявлены преимущества параллельного соединения, обеспечивающего независимость режимов работы потребителей. Подтверждена линейность цепей через вольтамперные характеристики, демонстрирующие графическое применение изученных законов.

Контрольные вопросы

1. Что такое «линейный элемент» в электрической цепи? Линейный элемент в электрической цепи – это элемент, вольтамперная характеристика которого представляет собой прямую линию, то есть зависимость между током и напряжением линейна.

2. Привести примеры линейных элементов электрических цепей. Резисторы, идеальные индуктивности и конденсаторы в определённых режимах работы

3. В каких единицах измеряется сила тока, напряжение, мощность и сопротивление?

   • Сила тока – Амперы [А]

   • Напряжение – в Вольтах [В].

   • Мощность – в Ваттах [Вт].

   • Сопротивление – в Омах [Ом].

4. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока и потребляемую им мощность? Величина сопротивления участка электрической цепи постоянного тока определяется по закону Ома , где U – напряжение, I – ток. Потребляемая мощность определяется по формуле

5. Как определить величину эквивалентного сопротивления при последовательном соединении резисторов? При последовательном соединении резисторов эквивалентное сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных резисторов:

6. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении резисторов? При параллельном соединении резисторов величина эквивалентного сопротивления определяется по формуле: , где , где или

7. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам Кирхгофа. Уравнения по законам Кирхгофа:

   • Первый закон (закон токов):

   • Второй закон (закон напряжений): в замкнутом контуре

Для первой цепи:

• По первому закону:

• По второму закону:

Для второй цепи:

• По первому закону:

• По второму закону:

8. В чем заключается баланс мощностей в цепи постоянного тока? Баланс мощностей в цепи постоянного тока заключается в том, что суммарная мощность, потребляемая нагрузками, равна суммарной мощности, вырабатываемой источниками. Это утверждение вытекает из закона сохранения энергии.

Москва 2025