2.2 Проведение эксперимента и обработка данных
1 Собрать электрическую цепь (рис.11) на наборном поле стенда из трех предложенных преподавателем резисторов. При монтаже предусмотреть возможность измерения тока в цепи амперметром и напряжения на участках цепи.
Рисунок 11 – Последовательное соединение приемников постоянного тока
2 Произвести измерения и результаты занести в таблицу 4 для двух значений напряжений: U= 25 В и U= 20 В.
Таблица 4 – Результаты измерений
№
|
Измерено |
Вычислено |
|||||||||||
U, В |
I, А |
U1, В |
U2 В |
U3 В |
R Ом |
R1 Ом |
R2 Ом |
R3 Ом |
Р Вт |
Р1 Вт |
Р2 Вт |
Р3 Вт |
|
1 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Вычислить полное сопротивление цепи R = и сопротивление участков Ri = . Сравнить сумму сопротивлений участков с сопротивлением всей цепи. Вычислить мощность, потребляемую цепью, Р=U·I, и мощности отдельных участков Рi=I2i·Ri=Ui·I. Сравнить мощность, отдаваемую источником, с суммой мощностей на участках цепи.
4 Построить потенциальную диаграмму для одного из опытов.
5 Исследовать цепь с параллельным соединением приемников, для чего собрать цепь, как показано на рисунке 12. Резисторы, используемые в цепи, взять в соответствии с указаниями преподавателя, а в целях сокращения числа электроизмерительных приборов в местах включения амперметра включить заглушку.
Рисунок 12 – Цепь с параллельным соединением приемников
При двух значениях напряжения источника произвести измерения и занести их в таблицу 5.
Таблица 5 – Таблица измерений
№
|
Измерено |
Вычислено |
|||||||||||
U, В |
I, А |
I1, А |
I2, А |
I3, А |
R, Ом |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
ΣI, А |
RЭ, Ом |
Рист, Вт |
ΣР, Вт |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ = и сопротивление ветвей
Ri = (2.12)
Вычислить расчетное эквивалентное сопротивление
RЭ = , (2.13)
мощность источника Рист =U I и потребляемую приемниками мощность
. (2.14)
Сравнить величины ∑I = I1+I2+I3, R и RЭ, Рист и ∑Р.
6 Исследовать цепь со смешанным соединением приемников. Собрать электрическую цепь (рис.13). При монтаже предусмотреть возможность измерения тока в ветвях цепи и напряжения на ее участках. При двух напряжениях источника произвести измерения и результаты занести в таблицу 6.
Рисунок 13 – Цепь со смешанным соединением приемников
Таблица 6 – Результаты измерений
№
|
Измерено |
Вычислено |
||||||||||||
U, В |
U1, В |
U23, В |
I1, А |
I2, А |
I3, А |
R, Ом |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
RЭ, Ом |
I2+I3, А |
Рист, Вт |
ΣР, Вт |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ = и сопротивления ветвей R1, R2, R3. Вычислить расчетное эквивалентное сопротивление цепи, мощность источника и потребляемую мощность приемниками цепи.
Записать необходимое количество уравнений по законам Кирхгофа для исследуемой цепи. Нарисовать граф и дерево графа цепи со смешанным соединением приемников.
7 Сделать выводы по работе, обратив внимание на особенности параллельного и последовательного соединения и конфигурации этих цепей.