8 Список літератури

8.1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 440 с.

8.2. Мурзін В.К. Загальна електротехніка. – Полтава: Кременчук, 2001. – 323 с.

8.3. Трегуб А.П. Электротехника. - К.: Вища школа, 1987. - 599 с.

8.4. Электротехника: Учебник для неэлектрических спец. вузов / Зайдель Х.Э., Коген-Далин В.В., Крымов В.В. и др.; Под ред. В.Г. Герасимова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.

8.5. Иванов А.А. Справочник по электротехнике. – К.: Высшая школа. – 1984. – 304 с.

Лабораторна робота n 3 дослiдження електричного кола постiйного струму з паралельним з'єднанням струмоприймачів

1 Мета роботи

1.1. Навчитись вимiрювати струм, напругу, i потужнiсть електричного кола постійного струму з паралельним з’єднанням струмоприймачів та окремих його ділянок.

1.2. Перевiрити дослiдним шляхом основнi закономiрностi в колi постiйного струму з паралельним з'єднанням струмоприймачів.

1.3. Навчитись вимiрювати опiр i потужнiсть окремих дiлянок кола за показами амперметра i вольтметра.

1.4. З’ясувати основні закони кола постійного струму (закони Ома і Кiрхгофа).

1.5. Досконало вивчити закон Ома та перший закон Кірхгофа і перевірити їх експериментально при паралельному з’єднанні елементів електричного кола.

2 Загальні теоретичнi вiдомостi

Для розрахунку складних електричних кіл застосовують закони Кірхгофа. Для складних кіл застосовують поняття вітки, вузла і контуру. Вітка електричного кола – це ділянка кола, уздовж якої проходить один і той самий струм і, яка складається з послідовно з’єднаних елементів – резисторів, джерела енергії тощо. Вузол електричного кола – це місце з’єднання трьох і більш віток. Контур кола – це будь-який замкнений шлях, що його можна обійти, переміщуючись по кількох його вітках.

Перший закон Кірхгофа (закон струмів) відноситься до вузлів електричного кола з паралельним з’єднанням струмоприймачів. Відповідно до цього закону в будь-якому вузлі електричного кола сума струмів, спрямованих від вузла, дорівнює сумі струмів, направлених до вузла. Іншими словами, алгебраїчна сума струмів у будь-якому вузлі кола дорівнює нулю:

∑. (3.1)

Для вузла, що зображений на рис. 3.1: рівняння першого закону Кірхгофа матиме вигляд:

або (3.2.)

Позитивними вважаємо струми, що направлені від вузла і негативними – направлені до вузла. Перший закон Кірхгофа являється наслідком принципу збереження заряду елементарних частинок, при стаціонарному русі яких утворюється струм.

На підставі першого закону Кірхгофа і закону Ома визначаються загальна провідність і опір розгалудження, тобто параметри паралельно з’єднаних резисторів. Резистори з’єднані паралельно, якщо вони підключені до однієї і тієї пари вузлів (вузли а і б на рис. 3.2) і, отже, знаходяться під тією ж самою напругою U.

Рисунок 3.1 – До першого закону Кірхгофа (векторне зображення струмів)

Рисунок 3.2 – Паралельне з’єднання елементів (резисторів R₁ і R₂)

Струми при паралельному з’єднанні двох резисторів R₁ і R₂ в окремих вітках відповідно до закону Ома визначатимуться:

; . (3.3)

Отже, , тобто струми при паралельному з’єднанні розподіляються обернено пропорційно опорам і прямо пропорційно до провідності віток. Провідність g є величина, що обернена опору. Одиниця виміру провідності – сіменс [См]. На підставі першого закону Кірхгофа струм джерела енергії: . Відношення напруги U до загального струму I розгалуження визначає опір розгалудження, тобто такий опір еквівалентного резистора R_e, при вмиканні якого на місце двох паралельно з’єднаних резисторів електричні умови у всьому колі не змінюються. Еквівалентний опір розгалудження буде:

. (3.4)

У загальному випадку при з’єднанні декількох резисторів k паралельно загальний струм І буде дорівнювати:

І=∑І_k=U∑ (3.5)

і відповідно:

R_e=1/∑. (3.6)

Зокрема, при паралельному з’єднанні трьох резисторів (k=3) R₁, R₂, R₃ еквівалентний опір R_e:

. (3.7)

Потужність всього кола при паралельному з’єднані елементів дорівнює:

, (3.8)

де Р₁, Р₂, Р₃ – потужність окремих елементів (резисторів R₁, R₂, R₃) кола.

Потужність будь-якого елемента дорівнює:

, (3.9)

де U _i, I _i – відповідно напруга на елементі та струм, що проходить крізь нього;

G _i,R _i – відповідно його провідність і опір.