4

Лабораторна робота № 2

Тема: Дослiдження розголудженного кола з кількома джералами ЕРС

Мета: Вимiр струму та напруги у гiлках розголудженного кола.

Перевiрка законiв Кiрхгофа щодо напруг та струмiв.

Обчислення напруги і струму методом еквівалентного джерела ЕРС .

Обладнання: Стенд з опорами, мультиметр, блок живлення постiйного струму.

План роботи

Зiбрати схему згiдно малюнка.

Занотувати значення опорiв

R1	R2	R3	R4	R5

Перемички X1-X5 дозволяють тимчасово розiрвати дiлянку кола для пiд’єднання амперметру до мiсця розриву.

Крiм того, за допомогою перемичок X2,X4 можливо змiнювати конфiгурацiю під’єднаних опорiв згiдно завдання.

Варіанти завдань конфігурацій

№	X2	X3	Під’єднано опори
1	+	+	R2, R4
2	+	-	R2
3	-	+	R4
4	-	-	-

Задати пермичками конфiгурацiю згідно завдання.

1. Дослiдження розголудженного кола з кількома джералами ЕРС

1.1. Позначити на схемі умовні напрямки струмів для кожної гілки кола. При вимірах струму та напруг дотримуватись зазначеного напрямку (напрямок струму від “+” до “-“ прилада).

1.2. Пiдключити блок живлення.

1.3. Перемкнути мультиметр на вимiр напруги. Вимiряти напруги U_E на джерелах живлення E1 (точки 1-2) та E2 (точки 7-8), напруги U_R безпосередньо на виводах опорiв R1- R5 і потенціали вузлів φ (точки 2, 3, 5, 7) відносно спільної шини (точки 1, 4, 6, 8). Результати занести до таблицi 1.

1.3. Тимчасово розiрвiть дiлянку кола, витягнувши одну з перемичок X0-X5, i пiд’єднавши замiсть перемички амперметр (попередньо перемкнути мультиметр на вимiр струму). Вимiряти струм на відповідній дiлянці кола (якщо в заданiй конфiгурацiї одна з перемичок X2,X4 вiдсутня, то вимiрювати струм для неї не треба). Результати занести до таблицi 1.

Таблиця 1

UE1 =				φ1 =
UR1 =		IR1 =IX1 =
UR2 =		IR2 =IX2 =		φ3 =
UR3 =		IR3 =IX3 = IR3 =IX3’ =
UR4 =		IR4 =IX4 =		φ5 =
UR5 =		IR5 =IX5 =
UE2 =				φ7 =

2. Дослідження частини схеми методом еквівалентного джерела ЕРС.

Дослідити схему відносно заданої завданням гілки (опора) .

Варіант	1	2	3
Гілка схеми з RN	R1	R3	R5

Тобто уся схема, зовнішня відносно наданого опора R_N, заміщується деякою ЕРС E_X з внутрішнім опором R_X.

2.1. Перемкнути мультиметр на вимір напруги. Тимчасово розімкнути перемичку X, відповідаючу за струм у досліджуваній гілці, і виміряти напругу холостого ходу U_хх між точками розриву. Після того відновити схему. Результати занотувати.

2.2. Перемкнути мультиметр на вимір струму. Під’єднати амперметр паралельно досліджуваному опору і виміряти струм короткого замкнення I_кз. Результати занотувати.

U_хх = I_кз =

Обробка результатiв вимiрiв.

1. Переконатись, що для наведеної схеми справедливi закони Кiрхгофа

ΣE_n=ΣU_i – вздовж замкнутого контуру;

ΣI_i=0 – для вузла, або сума втiкаючих до вузла токiв дорiвнює сумi

витiкаючих з вузла токiв.

При цьому звернути особливу увагу на знаки струмів, напруг та ЕРС

E1	E2	UR1	UR2	UR3	UR4	UR5
E1+E2=		UR1+UR3+UR5 =
E1=		UR1+UR2 = UR1+UR3+UR4 =
E2=		UR4+UR5= UR2+UR3+UR5 =
0		UR2+UR3+UR4 =

IX1	IX2	IX3	IX4	IX5
IX1 + IX2 + IX3 =
IX3 + IX4 + IX5 =

2. Розрахувати струм I_р та напруги U_р на заданій ділянці кола з опором R_N методом еквівалентної ЕРС за виміряними значеннями напруг холостого ходу U_ххі току короткого замкнення I_кз. Для цього розрахувати внутрішній опір R_X та ЕРС E_X еквівалентного джерела (навести формулу розрахунку).

Порівняти результати розрахунку з попередніми вимірами.

E_X = R_X = =

Формула розрахунку	Розрахунок	Виміри
IR = UR =

R_N =

3. За особистим завданням розрахувати напруги та струми для елементів кола за заданими значеннями ЕРС E1, E2 та опорів R1-R5.

Варіант	Метод розрахунку
1	Узагальнений метод Кiрхгофа
2	Контурних струмів
3	Вузлових потенциалів
4	Накладення
5	Еквiвалентного генератора
6	Перетворень (зiрка – трикутник i далi)
7	Моделювання на ПЕОМ

Навести схему розрахунку.

Порівняти результати розрахунків та вимірів.