Лабы_ТОЭ1 2010_ЭА2

1 Введение

Целью проведения лабораторных работ является экспериментальная проверка основных теоретических положений, методов расчета.

Работая в лаборатории, студент должен приобрести навыки в сборке схемы,

пользовании аппаратурой и измерительными приборами, уметь анализировать исследуемые физические процессы и полученные экспериментальные данные и формулировать выводы.

Студенты должны строго соблюдать дисциплину и технику безопасности в лаборатории.

Лабораторные работы выполняются по разделам теоретического курса.

Номера работ, входящих в раздел, сообщаются преподавателем заранее, для подготовки протокола работы.

Вся учебная подгруппа (группа) разбивается до прихода в лабораторию, на бригады из 2-3 человек.

Студенты, пропустившие лабораторное занятие, выполняют очередную работу как и вся бригада. Пропущенная работа выполняется во время дополнительного занятия, назначенного заведующим лабораторией.

Каждая бригада должна заранее подготовить протокол измерений со схемами,

таблицами, заполняемыми во время работы.

При сборке схемы рекомендуется соблюдать следующий порядок: сначала собирается главная “токовая” часть схемы со всеми включенными в нее элементами и приборами. Далее к ней подключаются параллельные цепи. После сборки схема проверяется сначала самой бригадой, а затем преподавателем или лаборантом. Без

проверки схемы преподавателем или лаборантом включать под напряжение

запрещается. Изменения в схеме могут быть сделаны только при отключенных от сети источников. Измененная схема должна быть снова проверена преподавателем

или лаборантом.

По окончании экспериментов каждая бригада должна завизировать результаты измерений у преподавателя или лаборанта и прибрать рабочее место.

Протокол с данными измерений должен быть приложен к отчету по работе и передан преподавателю. Протоколы принимаются только в оригинале. Протокол без подписи преподавателя не действителен.

4

Отчет по выполненной работе должен содержать:

-титульный лист;

-цель работы;

рабочие схемы;

-результаты экспериментов;

-графики;

-результаты обработки данных экспериментов;

-выводы;

-ответы на контрольные вопросы.

Все графики выполняются на миллиметровой бумаге с указанием масштаба.

Допускается для проверки измерений использовать пакет EWb, как приложение

к отчету.

5

2 Лабораторная работа №1 Экспериментальная проверка законов Кирхгофа, некоторых методов расчета линейных электрических цепей

Цель работы

Целью работы является экспериментальная проверка законов Кирхгофа, экспериментальная проверка методов наложения и эквивалентного источника (генератора) в электрических цепях постоянного тока и исследование свойств источника энергии.

1Рабочее задание

1.1Исследовать неразветвленную электрическую цепь. Проверить выполнение закона Кирхгофа для напряжений и распределения потенциалов контура.

Данные в таблице 1, рисунок 1.

1.2Исследовать разветвленную электрическую цепь.

Данные в таблице 2, рисунок 2.

1.2.1Проверить выполнение законов Кирхгофа.

1.2.2Проверить метод наложения.

1.2.3Проверить метод эквивалентного генератора.

1.3Исследовать свойства источника ЭДС (рисунок 3) и источника тока (рисунок

4).

Таблица 1

6

2Порядок выполнения работы

2.1Исследование неразветвленной электрической цепи

2.1.1Собрать электрическую схему рисунка 1(а,б,в) по данным таблицы 1, Е1 =

10В, Е2 = 5В.

2.1.2 Измерить:

величину тока I, проходящего через резистивные элементы;

напряжения на всех элементах схемы.

Результаты измерений занести в соответствующие графы таблицы 2.

Строка «расчет» заполняется при выполнении домашнего задания.

Таблица 2

Эксперимент

Расчет

2.1.3 Измерить вольтметром потенциалы точек схемы (измерительным щупом вольтметра) относительно нулевой точки (точка задана в таблице 1).

Примечание. При каждом измерении записывать не только величину, но и знак потенциала в зависимости от отклонения стрелки вольтметра.

Результаты измерений занести в таблицу 3.

Строка «расчет» заполняется при выполнении домашнего задания.

Таблица 3

Обозначение потенциалов относительно измеряемой точки

Измеряемая величина потенциала, (В)

2.2 Исследование разветвленной электрической цепи.

Собрать схему рисунка 2 по данным таблицы 1. Проверку выполнения законов Кирхгофа произвести следующим образом:

8

Измерить токи в ветвях, включив все амперметры согласно направлениям токов. Результаты измерений занести в таблицу 4.

Измерить напряжения на резисторах и источниках. Результаты измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4

Исключить из схемы рисунка 2 источник Е1 и замерить частичные токи от действия источника Е2. Результаты измерений занести в таблицу 6 (с учетом знака тока).

Таблица 6

9

2.2.2 Проверка метода эквивалентного генератора производится путем определения тока третьей ветви схемы 2 с помощью опытов холостого хода и короткого замыкания следующим образом:

В схеме рисунка 2 измерить напряжение Uxx между узлами «а» и «b»,

исключив ветвь, заданную преподавателем (1, 2 или 3).

Измерить ток Iкз между узлами «а» и «b» в заданной ветви.

Рассчитать ток по формуле : I3 = Uxx / (RГ + R3) для 3 ветви или I1,2 = Uxx +Е1,2/ (RГ + R1,2) для ветвей 1 и 2 соответственно.

Результаты всех измерений и расчетов занести в таблицу 8.

Таблица 8

2.3Исследование свойств источников напряжения и тока.

2.3.1 Исследование свойств источника напряжения.

Собрать схему рисунка 3 (номиналы сопротивлений нагрузки заданы в таблице11).

Изменяя в схеме сопротивление нагрузки Rнг, измерить ток и напряжение на нем. Результаты измерений занести в таблицу 9.

Рисунок 3 – Контур с источником ЭДС

Таблица 9

10