ЛАБ / 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

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Кафедра " Теория электрических цепей "

ОТЧЕТ

Лабораторная работа № 4

Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи

Выполнил(а):

Студент группы БСТ2502 _________________

(подпись)

Проверил:

Ст. преподаватель

(подпись)

Дата защиты ____________2026 г.

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:

Принять:

E = 12 В — ЭДС источника;

R₁ = 2 Ом — сопротивление первого резистора;

R₂ = 4 Ом — сопротивление второго резистора;

V₀, V₁, V₂ и V₃ — потенциалы в точках 0, 1, 2 и 3.

I — ток в контуре.

Для 1 таблицы:

Для 2 таблицы:

Табл. 1

	По предварительному расчету	Получено экспериментально
I, А	2	2
UE ,В	12	12
UR1 ,В	4	4
UR2 ,В	8	8
V0 , В	0	0
V1 ,В	12	12
V2 ,В	8	8
V3 ,В	0	0

Следующим этапом необходимо построить схемы в Micro-Cap.

Рисунок 1 – Схема измерение тока с помощью амперметра

Рисунок 2 – Схема измерение тока с помощью вольтметра

Данные машинного эксперимента полностью совпадают с предварительным расчетом, что подтверждает справедливость закона Ома для замкнутой цепи.

	По предварительному расчету	Получено экспериментально
I, А	-2	-2
UE ,В	-12	-12
UR1 ,В	-4	-4
UR2 ,В	-8	-8
V0 , В	0	0
V1 ,В	-12	-12
V2 ,В	-8	-8
V3 ,В	0	0

Рисунок 3 – Схема обратного измерение тока с помощью амперметра

Рисунок 4 – Схема обратного измерение тока с помощью вольтметра

Вывод

C помощью программы Micro-Cap мы проследили изменение потенциала вдоль замкнутого контура, познакомились с применением виртуальных вольтметров и амперметров, а также убедились с помощью машинного эксперимента в справедливости закона Ома. Предварительный результат полностью совпал с машинным.

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 R1 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. φ = W / q.

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

I = (U₁₂ + ΣE) / ΣR

где:

•  — ток на участке,

•  — разность потенциалов между началом и концом участка,

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

• ΣR — сумма сопротивлений участка.

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

I = E / (R + r)

где:

• I  — ток в цепи,

• E — ЭДС источника,

• R — сумма внешних сопротивлений цепи,

• r  — внутреннее сопротивление источника.

5. Что называется падением и подъемом напряжения?

• Падение напряжения — уменьшение потенциала при протекании тока через сопротивление (участок цепи без источника). На резисторе оно равно U = IR.

• Подъём напряжения — увеличение потенциала при прохождении через источник ЭДС (от «−» к «+» внутри источника), за счёт работы сторонних сил. Он равен ЭДС источника E (с учётом потери на внутреннем сопротивлении, на самом источнике: E − Ir).