Лабораторная 4 / Лаб 4

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

Лабораторная работа № 4

«Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи»

Выполнил: студент группы

Москва, 2025

Цель работы:

C помощью программы Micro-Cap проследить изменение потенциала вдоль замкнутого контура, познакомиться с применением виртуальных вольтметров и амперметров, убедиться с помощью машинного эксперимента в справедливости закона Ома.

Предварительный расчёт:

Расчёты:

	По предварительному расчету	Получено экспериментально
	1.864	1.864
	12.3	12.3
	4.287	4.287
	8.015	8.015
	0	0
	12.3	12.3
	8.013	8.013
	0	0

Следующим этапом необходимо построить схемы в Micro-Cap.

Схема 1

Схема 2

	По предварительному расчету	Получено экспериментально
	1.864	1.864
	12.3	12.3
	4.287	4.287
	8.015	8.015
	0	0
	12.3	12.3
	8.013	8.013
	0	0

Ответы на вопросы:

1. Покажите способы включения вольтметра и амперметра для измерения. Приведите примеры.

• Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжение. Пример: Для измерения напряжения на резисторе   вольтметр подключается к его выводам.

• Амперметр подключается последовательно в разрыв цепи, чтобы через него протекал весь измеряемый ток. Пример: Для измерения тока в цепи амперметр включается последовательно с источником и резисторами.

2. Что называется электрическим потенциалом? Электрический потенциал — это скалярная физическая величина, характеризующая потенциальную энергию единичного положительного заряда в данной точке электрического поля.

3. Сформулируйте обобщенный закон Ома для постоянного тока. Обобщенный закон Ома для участка цепи с ЭДС гласит:

где:

•  — ток на участке,

•  — разность потенциалов между началом и концом участка,

•  — алгебраическая сумма ЭДС на участке (со знаком "+", если ЭДС направлена согласно току, иначе "–"),

•  — сумма сопротивлений участка.

4. Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи. Закон Ома для замкнутой цепи:

где:

•  — ток в цепи,

•  — ЭДС источника,

•  — сумма внешних сопротивлений цепи,

•  — внутреннее сопротивление источника.

5. Что называется падением и подъемом напряжения?

• Падение напряжения — уменьшение потенциала на участке цепи за счет сопротивления: .

• Подъем напряжения — увеличение потенциала на участке цепи за счет ЭДС источника.

Вывод:

Таблица, полученная благодаря вычислению формулами и эксперименту:

	По предварительному расчету	Получено экспериментально
	1.864	1.864
	12.3	12.3
	4.287	4.287
	8.015	8.015
	0	0
	12.3	12.3
	8.013	8.013
	0	0

Результаты машинного эксперимента, проведенного в программе Micro-Cap, полностью совпали с данными предварительного расчета.

• Рассчитанный ток в цепи   совпал с показаниями амперметра.

• Измеренные потенциалы точек цепи ( ,  ,  ) соответствуют расчетным значениям.

Экспериментально подтверждена справедливость закона Ома для замкнутой цепи и обобщенного закона Ома для участка цепи. Погрешности измерений отсутствуют, что свидетельствует о корректности методики измерений и точности моделирования в программе Micro-Cap.

5