0. Порядок работы со стендом

1. Смонтировать исследуемую схему при отключенных источниках напряжения.

2. После проверки преподавателем собранной схемы подключить ее к сети.

3. Провести необходимые измерения.

4. Результаты измерений представить преподавателю.

5. Разобрать схему, если результаты измерений подписаны преподавателем.

6. Демонтировать схему.

4 12 11 2 6 12

5 10 3 9 7 8

1

Рис. 1

2. Лабораторные работы

2.1. Исследование электрических цепей на постоянном токе

Цель работы

1.Исследовать распределение токов и напряжений на участках сложной электрической цепи.

2. Экспериментальная проверка закона Ома и законов Кирхгофа.

Общие теоретические положения

В цепях постоянного тока напряжения на участках сложной электрической цепи, а также токи в отдельных ее ветвях в установившемся режиме остаются неизменными во времени. Цепи такого типа составлены из резистивных элементов R, соединенных тем или иным образом.

Распределение токов и напряжений в таких цепях подчиняются первому и второму законам Кирхгофа в соответствии с общеизвестными соотношениями:

, ,

где i – номер ветви;

n – их общее количество;

I_i – ток в i – ой ветви;

E_i – ЭДС в i – ой ветви;

R_i – сопротивление i – ой ветви.

При протекании по элементам R_i соответствующих токов I_i в них расходуется мощность, которая может быть вычислена по формулам

.

_{Суммарная мощность, выделившаяся на всех элементах, должна равняться суммарной мощности, развиваемой источниками постоянного тока, в соответствии с известным выражением баланса мощности в электрических цепях:}

.

В случае, когда в цепи действует один источник электрической энергии, в левой части равенства сумма заменяется произведением ЭДС – источника на величину тока, который через него протекает.

Экспериментальные исследование указанных выше соотношений следует вести на примере трех основных типов соединения пассивных элементов (без учета соединения звезда – треугольник) в соответствии с предлагаемыми схемными решениями (рис.2.1.1. – 2.1.3.).

Рис.2.1.1. Последовательное соединение приемников

Рис.2.1.2. Параллельное соединение приемников

Рис. 2.1.3. Смешанное соединение приемников

План работы

1. Произвести сборку электрических цепей по схемам рис. 2.1.1-2.1.3 по данным табл. вариантов 2.1.1.

2. В каждой из схем произвести измерение величин токов и напряжений на отдельных участках. Результаты измерений по каждой из схем внести в соответствующие табл. 2.1.2-2.1.3.

3. Сделать проверку результатов по балансу мощности. Сделать выводы по работе.

Таблица 2.1.1.

Параметры № варианта	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	U, В
1	100	200	200	10
2	100	200	400	10
3	200	100	200	5
4	100	400	200	10

1. Последовательное соединение приемников

Таблица 2.1.2.

U,В	I, мA	U1, В	U2, В	P1, мВт	P2, мВт	P, мВт

2. Параллельное соединение приемников

Таблица 2.1.3

U,В	I, мA	I1, мA	I2, мA	P1, мВт	P2, мВт	P, мВт

2. Смешанное соединение приемников

Таблица 2.1.4.

U, В	U1, В	U23, В	I1, мA	I2, мA	I3, мA	P1, мВт	P2, мВт	P3 мВт	P, мВт

Контрольные вопросы

1. Сформулировать первый закон Кирхгофа и применить его к одной из схем лабораторной работы.

2. Сформулировать второй закон Кирхгофа и применить его к одной из схем лабораторной работы.

3. Показать последовательность расчета схемы с последовательным соединением приемников.

4. Показать последовательность расчета схемы с параллельным соединением приемников.

5. Показать последовательность расчета схемы со смешанным соединением приемников.

6. В схеме со смешанным соединением приемников произошло увеличение сопротивления R₃. Качественно оценить изменение токов в схеме.

7. В схеме с последовательным соединением увеличилось сопротивление R₂. Определить, как перераспределятся падения напряжения на сопротивлениях R₁ и R₂.