Практична робота №2-3 Закони Ома та Кірхгофа в резистивних колах. Дільник напруги
Мета роботи: експериментально переконатися в справедливості законів Ома й Кірхгофа для резистивных кіл, що містять джерела постійних напруг і струмів.
Зміст роботи:
1. Перевірка закону Ома 2
2. Перевірка законів Кірхгофа 3
3. Дослідження резистивного дільника напруги 4
4. Дослідження резистивного дільника струму 6
5. Дослідження резистивної мостової схеми 7
Зміст звіту 9
Контрольні питання 9
1. Перевірка закону Ома
Завдання 1. Перевірити виконання закону Ома за допомогою вимірюваних експериментально значень напруг UR1 ,UR2 і струму I у схемі, представленій на рис. 1 а).
1.1.
Зібрати на робочому полі схему кола з
вимірювальними приладами по рис. 2 б).
1.2. Задати параметри елементів і приладів:
R1 = 1 Ом, R2 = 4 Ом, Е1 = 1 В.
Вольтметри V1, V2 – Value Resistance - внутрішній опір RV = 10 MΩ, Mode - DC.
Амперметр A1 – Value Resistance - внутрішній опір RI = 10 nΩ, Mode - DC.
1.3. Розрахувати значення струму I у контурі й напруги на резисторах UR1 й UR2 за законом Ома:
I = E/(R1+R2); UR1 = I∙ R1 ; UR2 = I∙ R2 ,
Тому що внутрішній опір амперметра RI << (R1 + R2), а внутрішні опори вольтметрів RU >> R1 й RU >> R2, то в чисельних розрахунках опори приладів можна не враховувати.
Результати розрахунку записати в таблицю 1
Таблиця 1
|
|
Результати розрахунків |
Результати вимірів |
|
I А |
|
|
|
UR1, В |
|
|
|
UR2, В |
|
|
1.4. Увімкнути режим вимірювання (натиснути кнопку “0”). Прилади покажуть результат вимірювання UR1, UR2 й I, які також записати в таблицю 1.
1.5. За результатами розрахунку й вимірювань показати на схемі стрілками позитивні напрямки струмів й напруг на елементах кола
2. Перевірка законів Кірхгофа
Закони Кірхгофа встановлюють зв'язок між струмами гілок у кожному з вузлів і напругами на елементах гілок, що входять у довільний контур кола. Перший закон Кірхгофа визначає електричну рівновагу струмів у вузлах: Другий закон Кірхгофа визначає умову електричної рівноваги напруг у гілках, що входять у довільний контур кола.
Завдання 2. Перевірити виконання законів Кірхгофа за допомогою обмірюваних експериментально значень струмів I1, I2, I3 і напруг UR1, UR2, UR3 у колі, зображеному на рис. 2.
2.1. Розрахувати струми I1, I2, I3, а також напруги UR1, UR2, UR3. Параметри елементів схеми по варіантах зазначені в таблиці 2. Результати розрахунку записати в таблицю 3.
Таблиця 2
|
Варіант |
R1, кОм |
R2, кОм |
R3, кОм |
E, В |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
1 |
2 |
3 |
1 |
|
3 |
2 |
1 |
3 |
2 |
|
4 |
1 |
3 |
2 |
1 |
|
5 |
3 |
1 |
2 |
2 |
|
6 |
2 |
2 |
3 |
3 |
|
7 |
2 |
3 |
1 |
4 |
|
8 |
3 |
4 |
2 |
2 |
|
9 |
2 |
2 |
3 |
4 |
|
10 |
3 |
5 |
4 |
2 |
|
11 |
5 |
2 |
3 |
2 |
|
12 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Таблиця 3
|
Варіант № |
J1 |
I1 |
I2 |
I3 |
E1 |
UR1 |
UR2 |
UR3 |
|
Розрахункові значення |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Експериментальні. значення |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2. Зібрати на робочому полі схему кола з вимірювальними приладами, як показано на рис. 4. При включенні вимірювальних приладів звернути увагу на полярність зовнішніх полюсів вольтметра й амперметра.
2.3. Установити параметри вольтметрів, амперметрів й елементів: режим DC, RU = 10 МОм, RI = 1 нОм, значення опорів, ЕРС і струму джерел у відповідності зі своїм варіантом.
2.4. Увімкнути режим вимірювання (натиснути кнопку “0”). Прилади покажуть результат вимірів при відповідній полярності полюсів приладів. Записати результати в таблицю 3.
2.5. За результатами розрахунку й вимірювань показати на схемі стрілками позитивні напрямки струму й напруг на елементах кола й відповістити на запитання, поставлені у завданні 2.