
Лабы по ЭлТех / Лабораторная работа 1
.doc
Лабораторная работа № 1
Законы Кирхгофа
Ответить на вопросы
-
Что называется ветвью, узлом, контуром?
-
Как читается первый закон Кирхгофа?
-
К какому участку электрической цепи он применим?
-
Как читается второй закон Кирхгофа?
-
К какому участку цепи он применим?
Перечень приборов
-
Два источника энергии – 4,5 В.
-
Мультиметр – 3 шт.
-
Три магазина сопротивлений.
Краткие теоретические сведения
Для расчета электрических цепей любой конфигурации и сложности часто используются законы Кирхгофа, являющиеся следствием закона сохранения энергии.
Первый закон Кирхгофа применяется к узлам электрической цепи и формулируется следующим образом: в узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю.
(1)
В эту сумму токи входят с разными знаками в зависимости от их направления по отношению к узлу: токи, направленные к узлу, принято считать положительными, а токи, направленные от узла – отрицательными. С учетом этого положения можно дать другую формулировку первого закона Кирхгофа: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от этого узла.
Второй закон Кирхгофа применяется к контурам электрических цепей и выражает баланс напряжений в них: в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на сопротивлениях, входящих в контур.
(2)
При составлений уравнений по второму закону Кирхгофа ЭДС, направление которой совпадает с направлением произвольно выбранного обхода контура, учитывается со знаком «+», при несовпадений этих направлений – со знаком «-«. Если направление тока в сопротивлении совпадает с направлением обхода, то падение напряжения на этом сопротивлении учитывается со знаком «+», если не совпадает – со знаком «-».
План работы
-
Определить размещение приборов на столе, ключи S1 и S2 установить в положение «отключено». Собрать электрическую схему цепи (рис. 1).
-
Установить на магазинах сопротивлений заданные преподавателем параметры сопротивлений и их данные записать в таблицу №1.
-
Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.
-
Измерить переносным вольтметром ЭДС источников и записать в таблицу №1.
-
Включить ключ S1, S2 отключен, проверить работу приборов (если требуется – изменить полярность).
-
Записать показания амперметров А1 и А2 в таблицу №1 (контур АБДЕА).
-
Для контура АБДЕА составить уравнение по второму контуру Кирхгофа и определить внутреннее сопротивление источника Е1. Результаты записать в таблицу № 1.
-
Отключить ключ S1, включить S2, проверить работу приборов.
-
Записать показания приборов А1 и А2 в таблицу №2 (контур БВГДБ).
-
Для контура БВГДБ составить уравнение по второму закону Кирхгофа. Пользуясь составленным уравнением, определить внутреннее сопротивление Источника Е2. Результат записать в таблицу 1.
-
Включить ключи S1 и S2, проверить работу приборов
-
Записать показания приборов А1 и А2 в таблицу №1 (контур АВГЕА).
-
Для контура АВГЕА составить уравнение по второму закону Кирхгофа, подставить числовые значения и убедиться, что Е=IR.
-
На основании опытных данных произвести проверку законов Кирхгофа. Результаты записать в таблицу № 1.
Расчетные формулы
|
|
|
|
Рис. 1
Таблица №1
№ п/п |
Контур |
R1 |
R2 |
R3 |
rвн.1 |
rвн.2 |
I1 |
I2 |
I3 |
ΣI |
E1 |
E2 |
ΣE |
ΣIR |
I3R3 |
I1(R1+ rвн.1) |
I2(R2+ rвн.2) |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
A |
A |
A |
A |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
||
1 |
АБДЕА |
|
|
|
|
X |
|
X |
|
|
|
X |
|
|
|
|
X |
2 |
БВГДБ |
|
|
|
X |
|
X |
|
|
|
X |
|
|
|
|
X |
|
3 |
АВГЕА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|