1.5. Обработка результатов эксперимента

1.5.1. По данным табл.1.1. построить совмещенные графики зависимостей I₂(Z), U₂(Z) и исследовать линейность регулирования по напряжению и току, убедиться в подтверждении законов Ома и Кирхгофа. Результаты исследования отразить в выводах.

1.5.2. Определить глубину регулирования по напряжению и току.

1.5.3. По данным табл. 1.2., 1.3 построить графики зависимостей КПД от мощности, подводимой к приемнику η(Р₂) при неизменном его сопротивлении. Мощность элемента цепи при протекании по нему постоянного тока определить по формуле (1.2).

P = U·I

Построенные графики сравнить между собой и получить подтверждение закона Джоуля-Ленца.

Результаты сравнить в выводах.

1.6. Вопросы и задания для самопроверки

1.6.1. Для чего нужны регуляторы напряжения и тока?

1.6.2. Когда целесообразно использовать реостатный способ, а когда способ делителя напряжения?

1.6.3. Нарисуйте по памяти схемы реостатного способа и способа делителя напряжения.

1.6.4. Что такое глубина регулирования?

1.6.5. Что такое линейное регулирование?

1.6.6. Как определить КПД установки, состоящей из приемника и регулятора?

1.6.7. При каком способе регулирования (реостатном или делителе) энергетические показатели лучше?

1.6.8. Каким образом можно измерить напряжение на различных участках электрической цепи?

1.6.9. Каким образом можно измерить токи в различных ветвях электрической цепи?

1.6.10. Каким образом можно измерить мощность в цепи постоянного тока?

Задачи для самостоятельного решения

Источник с E = 60В и внутренним сопротивлением R₀ = 0,2Ом включен последовательно с четырьмя сопротивлениями:

R₁ = 1Ом; R₂ = R₃ = 4Ом и R₄ = 0,8Ом.

Составить электрическую схему и определить ток в цепи, падения напряжения на всех сопротивлениях, напряжение на зажимах источника, а также мощность, развиваемую и отдаваемую источником, и мощности всех потребителей.

Лабораторная работа №2

Исследование источника постоянного тока.

1. Цель и задачи работы

Цель работы – подтвердить основные теоретические соотношения для источника постоянного тока.

Задачи работы – освоить методы экспериментального исследования источника постоянного тока. Освоить методы монтажа простой электрической цепи постоянного тока.

2.Указания по подготовке к лабораторной работе.

При подготовке к работе необходимо изучить настоящее методическое руководство.

При подготовке теоретической части необходимо пользоваться разделом 3 настоящего методического руководства и литературой.

При подготовке к работе необходимо изучить электрические свойства источника постоянного тока, особо обратив внимание на четыре характерных режима его работы: номинальный, согласованный, режим холостого хода и режим короткого замыкания. Необходимо изучить методику измерения мощности в цепях постоянного тока.

3. Краткие теоретические положения

Источник питания постоянного тока характеризуется двумя основными параметрами: внутренним сопротивлением R_вн и электродвижущей силой (Э.Д.С.) Е. Схема замещения источника постоянного тока представлена на рис. 2.1.

В настоящей работе исследование источника постоянного тока производится на модели, принципиальная схема которой предоставлена на рис. 2.2. На модели Э.Д.С. источника постоянного тока представляется напряжением распределительной сети постоянного тока, а внутреннее сопротивление – сопротивлением реостата R_вн.

Напряжение на зажимах источника постоянного тока равно:

U = E - I·R_вн (2.1)

причем эд.с. не зависит от тока нагрузки.

График зависимости напряжения источника постоянного тока U от тока нагрузки I называется внешней характеристикой источника.

Падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника постоянного тока:

ΔU = I·R_вн (2.2)

Потери мощности на внутреннем сопротивлении источника постоянного тока:

ΔР = I²·R_вн, (2.3)

или

ΔР = Р₁ - Р₂, (2.4)

где Р₁ = EI – мощность, развиваемая источником постоянного тока;

Р₂ = UI – мощность, выделяемая в нагрузке источника постоянного тока (в лабораторной работе она измеряется ваттметром).

Коэффициент полезного действия источника постоянного тока:

100%. (2.5)

Рис. 2.1. Схема замещения источника постоянного тока

Рис. 2.2. Модель источника постоянного тока