Практичне заняття № 3 Тема: Дослідження простих і складних електричних кіл.

Мета: засвоєння основних методів розрахунку параметрів режимів простих і складних електричних кіл та набуття практичних навичок їх використання в дослідженні цих кіл.

Порядок виконання роботи

3.1. Запустіть Electronics Workbench за допомогою ярлика.

3.2. Завдання 1: Перевірити отримані показання приладів для наведених на рис. 3.1 (а, б) схем простих електричних кіл розрахунком за допомогою аналітичних методів еквівалентних перетворень кола.

а)

б)

Рис. 3.1.

3.3. Завдання 2: Визначіть характер порушень в електричних колах. На підставі аналізу показань вимірювальних приладів для схем, наведених на рис. 3.2 (а, б), визначіть пошкоджені елементи схеми і характер пошкодження («коротке замикання» або «обрив – відключення елементу»).

а)

б)

Рис. 3.2.

3.4. Завдання 3: Для наведеної на рис 3.3 схеми перевірити справедливість першого закону Кірхгофа. Дані вимірювальних приладів підтвердіть розрахунком режимів роботи кіл.

Рис. 3.3.

3.5. Завдання 4: Засвоїти розрахунок складних кіл методом суперпозиції.

5.1. Для схеми, наведеній на рис. 3.4 повторіть виконання п. 3.4. Після виконання операцій, зазначених в п. 4 змінити величину Е₃ = 5 V на Е₃ = 2 V. Величини Е₁ = 10 V і Е₂ = 5 V залишити без змін. Поясніть зміни напрямку струмів в окремих вітках.

Рис. 3.4.

3.6. Завдання 5: Для наведеної на рис 3.5 схеми перевірити справедливість другого закону Кірхгофа.

Рис. 3.5.

3.6.1. Дані вимірювальних приладів підтвердіть аналітичним розрахунком режимів роботи кіл із використанням методу суперпозиції.

3.6.2. Перевірте експериментально справедливість другого закону Кірхгофа для всіх можливих контурів схеми.

3.7. Завдання 6: Для наведеної на рис 3.6 схеми перевірити показання вимірювальних приладів аналітичним розрахунком режимів роботи кіл із використанням методу контурних струмів.

Рис. 3.6.

3.8. Завдання 7: Для наведеної на рис 3.7 схеми перевірити показання вимірювальних приладів аналітичним розрахунком режимів роботи кіл із використанням методу вузлових потенціалів.

Рис. 3.7.

3.9. Завдання 8: На показаній на рис. 3.8 (а – г) послідовності перетворень вихідної схеми опрацювати визначення струму, що проходить через резистор R₄, методом еквівалентного генератора напруги (генератора Тевеніна).

а)

б)

в) г)

д)

Рис. 3.8.

3.10. Завдання 9: На показаній на рис. 3.8 (а – в, д) послідовності перетворень вихідної схеми опрацювати визначення струму, що проходить через резистор R₄, методом еквівалентного генератора струму (генератора Нортона). Порівняйте еквівалентний опір генератора Тевеніна та внутрішню провідність генератора Нортона. Визначіть взаємозв’язок ЕРС та струму, що генеруються відповідними генераторами напруги та струму.

3.11. Завдання 10: Дослідити роботу схеми електричного мосту.

3.11.1. Складіть схему, представлену на рис. 3.9, що являє собою електричний міст опорів без навантаження у діагоналі моста.

Рис. 3.9.

3.11.2. Використовуючи метод еквівалентного генератора напруги (або струму), розрахуйте внутрішній опір та ЕРС генератора напруги на ненавантаженій діагоналі мосту ab при зазначених на схемі параметрах елементів кола. Порівняйте їх з показниками мультиметра (в режимі омметра) та вольтметра (рис. 3.10).

Рис. 3.10.

3.11.3. Визначіть умови рівноваги мосту (Е_ген = 0).

3.11.4. Включіть у діагональ мосту навантаження R_ch (рис. 3.11-а). Використовуючи дані п. 3.11.2, розрахуйте напругу на опорі навантаження R_ch (рис. 3.11-б). Порівняйте його із показанням вольтметра.

а) б)

Рис. 3.11.

3.11.5. Поверніться до схеми на рис. 3.5. Встановіть Е₁ = 20 V і визначіть струм та напругу на опорі R₂. Дані експерименту підтвердіть розрахунком із застосуванням методу еквівалентного генератора. Внутрішній опір генератора встановіть експериментально, використовуючи мультиметр в режимі омметра.

Зміст звіту

Зміст має містити:

• Тему і мету роботи.

• Схеми кіл, що аналізуються, з позначеннями опорів, ЕРС та показань електровимірювальних приладів.

• Аналітичні розрахунки режимів роботи кіл, що підтверджують показання приладів.

• Порівняльний аналіз різних методів розрахунку складних розгалужених кіл.

• Перевірку першого і другого законів Кірхгофа для кожної схеми, що аналізуються.

• Співвідношення між параметрами еквівалентних генераторів.

• Висновки по роботі.