
3. Описание аппаратуры и метода измерений.
Для проверки правил Кирхгофа составляется сложная электрическая цепь, изображенная на рис.4.3, где введены следующие обозначения:
1 и 2 - источники питания, R1, R2 . . . R7, - сопротивления участков цепи, R01, R02 - внутренние сопротивления источников питания, 1,2,3,4 - номера узлов разветвлений, I,II,III,IV - номера контуров. Величины сопротивления даны на панели. Падение напряжения на участках цепи измеряется вольтметром. Вольтметр должен иметь большое сопротивление с тем, чтобы это подключение к участкам цепи практически не изменяло распределение токов в цепях.
До начала измерений необходимо подготовить вольтметр к работе. Для этого необходимо:
1)подсоединить к гнездам два щупа;
2)включить в сеть 220 В;
3)дать прибору прогреться 2-3 минуты.
4. Порядок выполнения работы.
1.Присоединить источник питания к схеме (согласно рис.4.3), смонтированной на панели.
2.Измерить вольтметром напряжения, действующие на всех сопротивлениях,определяя при этом направления тока в них. Результаты измерений занести в таблицы измерений, а направление токов указать на схеме, начерченной в отчете (направление определяется с "+" на "-").
3.Измерить ЭДС аккамуляторов (перед этим отключить тумблер на схеме и сделать замеры на клеммах).
4. Из значений напряжений, действующих на сопротивлениях, и величин самих сопротивлений по закону Ома для участка цепи определяют величины токов (I1,I2 ,....I7) в каждом участке цепи и результаты занести в табл. 1.
5. Зная направление токов и их величины, проверяют справедливость (4.15) для различных узлов. Например, для узла 1 нашей цепи, при условно поставленных направлениях токов в контуре, должно быть: I1 — I2 — I3 — I5 = 0 (табл. 2)
6. Используя закон Ома для неоднородного участка цепи, определить внутреннее сопротивление аккумуляторов:
U0i – напряжение на клеммах источника при включенной схеме.
Ji – сила тока, протекающего через аккумулятор (из табл. 1).
Таблица 4.1. Результаты измерений напряжения Ui, определения сил токов Ii на участках цепи и расчет ошибок их определения.
Обозначения участков |
Сопротивление участка |
Верхний предел используемой шкалы Uн, В |
Ui,В |
Ii , мА |
Максимальные абсолютные ошибки | |
|
|
|
|
|
Ui,B |
Ii,А |
R1 ... R7 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2. Параметры источников тока, результаты однократных измерений и расчетов
Номер источника тока |
ЭДС к , В |
Падение напряжения на внутренних сопротивлениях IiRок , В |
Максимальные абсолютные ошибки | |
|
|
|
к,В |
IiRок ,В |
|
|
|
|
Таблица 4.3. Проверка выполнения первого правила Кирхгофа
обозначение узла |
Уравнение первого правила Кирхгофа |
Эксперименталь-ное
значение алгебраической суммы сил
токов в узле
|
Максимальная ошибка определения силы тока в узле
|
|
|
|
|
Таблица 4.4. Проверка выполнения второго правила Кирхгофа
Обозначение контура |
Уравнение второго правила Кирхгофа |
Отклонение
алгебраической суммы
|
Максимальная ошибка определения напряжения и ЭДС в контуре
|
|
|
|
|