Лабораторная работа № 2 Последовательное, параллельное соединение потребителей энергии
Цель работы:
1. Изучение последовательного соединения потребителей.
2. Изучение параллельного соединения потребителей.
3. Проверка основных расчётных соотношений.
4. Выводы.
При последовательном соединении потребителей (рисунок 3) они образуют неразветвлённую цепь, т. е. по ним протекает один и тот же ток. Общее напряжение цепи равно сумме падений напряжений отдельных потребителей:
U = U1 + U2 + U3 и т. д.
Rэкв
=
R1
+
R2
+
R3
=
Pобщ = P1 + P2 + P3 = I . U
При параллельном соединении (рисунок 4) ко всем потребителям приложено одно и то же напряжение, а токи определяются по закону Ома:
I1=
;
I2=
;
I3=
Эквивалентное сопротивление цепи определяются из выражения:
=
+
+
илиRэкв
=
.
Для двух потребителей:
Rэкв=
Приборы и оборудование:
1. Источник постоянного регулирующего напряжения.
2. Вольтметр магнитоэлектрической системы (2 шт.).
3. Амперметр магнитоэлектрической системы (3 шт.).
4. Набор резисторов или других потребителей.
Порядок выполнения работы:
1. Соберите цепь (рисунок - 2), включите последовательно несколько потребителей (по указанию преподавателя).
2. После проверки цепи преподавателем или лаборантом подключите её к источнику питания, установите необходимое напряжение, определите цену деления шкал измерительных приборов.
Рисунок - 2
3. С помощью измерительных приборов измерьте силу тока в цепи, общее напряжение и падение напряжения на всех потребителях. Результаты запишите в таблицу 1.
Таблица 1
|
Из опыта |
Из расчёта | |||||||||||
|
I,A |
U,B |
U1,B |
U2,B |
U3,B |
Rэкв, Ом |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
Pобщ, Вт |
P1, Вт |
P2, Вт |
P3, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Собрать цепь (рисунок 3) для параллельного соединения потребителей и показать преподавателю для проверки.
5. Изменить общее напряжение, силу тока в общем проводе и ветвях. Результаты записать в таблицу 2.
Рисунок 3
Таблица 2
|
Из опыта |
Из расчёта | |||||||||||
|
U,B |
I,A |
I1,A |
I2,A |
Rэкв, Ом |
R1, Ом |
R2, Ом |
gэкв, См |
G1, См |
G2, См |
Pобщ, Вт |
P1, Вт |
P2, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Закончив работу, разобрать схему, аккуратно собрать соединительные провода, привести в порядок рабочее место.
Обработка результатов опытов:
1. Для цепи с последовательным соединением потребителей рассчитайте сопротивление и мощность каждого потребителя, эквивалентное сопротивление цепи и мощность всей цепи, Результаты расчётов занесите в таблицу 1. Проверьте свойство цепи при параллельном соединении.
2. Для цепи с параллельным соединением потребителей рассчитайте сопротивление, проводимость и мощность каждого потребителя и всей цепи. Результаты расчётов занесите в таблицу 2. Проверьте свойства цепи при параллельном соединении.
3. Составьте отчёт о проделанной работе.
Использованные источники: [1], [7], [8], [9].
Контрольные вопросы:
1. Каким внутренним сопротивлением должен обладать амперметр и почему?
2. Каким внутренним сопротивлением должен обладать вольтметр и почему?
3. Что произойдёт, если амперметр включить параллельно к источнику питания?
4. Вольтметр ошибочно включили последовательно с потребителем, при этом потребитель перестал работать. Почему?