7. Проверка метода эквивалентного генератора на примере тока i4.

Для этого при включённых источниках э.д.с. Е₁ и Е₂, сначала разом-кнуть ветвь с сопротивлением r4 и измерить напряжение U₄х = Еэкв, а затем замкнуть ветвь накоротко, т.е. включить в неё только амперметр, и измерить ток I₄кз. По результатам измерений рассчитать соп-ротивление Rвх = Rэкв генератора, а также ток I₄ в рабочем режиме.

Rвх = Rэкв = ; I₄ = ;

Данные внести в таблицу 3. Таблица 3.

Результаты измерений и расчёта тока I4 по МЭГ.

Исследуемые величины	U4x, B	I4кз, mA	Rэкв, Ом	I4, mA
Расчёт
Эксперимент

8. При оформлении отчёта по работе выполнить аналитический рас-чёт тока I₄ по методу эквивалентного генератора. Результаты расчёта для сравнения также внести в табл. 3. Сделать выводы по работе.

------------------------- ♦ ---------------------------

*Пример расчёта тока I4 по методу эквивалентного генератора

Допустим, что в схеме на стр.3 э.д.с. источников: Е₁ = 20.3В, Е₂= 19В,

сопротивления: R₁ = 200 Ом, R₂ = 700 Ом, R₃ = 800 Ом,

R₄ = 75 Ом, R₅ = 300 Ом.

1.Определение э.д.с. эквивалентного генератора /см. схему цепи на стр.3 /

Токи I3x , I5x находим в оставшейся части цепи после размыкания ветви с резистором r₄.

Таким образом: Е экв = U4x = 300^. 0,0406 – 800^. 0,01267 = 2,05 B.

2. Определение сопротивления эквивалентного генератора Rэкв

493,33 Ом.

3.Теперь в схеме с эквивалентным генератором по закону Ома находим:

В таблицу 3, для сравнения, считаем также ток короткого замыкания на зажимах А-В ветви:

------------------ ---------------------

Построение потенциальной диаграммы для внешнего контура цепи

Для этого рисуем схему контура и наносим все его характерные точ-ки. Токи расставляем таким образом, чтобы они были положительны. Потенциалы точек контура можно рассчитывать относительно любой точки.

П усть jс = 0.

Тогда: ja = jс – R₂^. I₂ =

= 0 - 700^. 0,01072 = -7,504 B

j_A = ja + E₂ = + 11,5 B

j_B = j_A + R₄^.I₄ = 11,76B

jb = j_B – E₁ = - 8,54 B

jс = jb + R₁^. I₁ = 0.

По полученным значениям, в масштабах строим саму потенциальную диаграмму. При этом величины сопротивлений по оси абсцисс откла-дываются нарастающим итогом.

------------------------ ♦ -----------------------

Вопросы и задачи для самопроверки

1. Уберите из исследуемой схемы цепи резистор R3, после чего методом наложения определите ток первой ветви.

2. Изложите теорему об эквивалентных источниках. Как в лаборатории определяются их параметры?

3. В экспериментах получено: Uхх = 3.2 В, Iкз = 0.8А. Составьте схемы эквивалентных источников э.д.с. и тока, постройте вольтамперную характеристику исследуемого реального источника энергии.

4. На холостом ходу батарейка 1.7В, при токе 0.2 А напряжение падает до 1.3 В. Определите параметры батарейки и укажите, какую наи-большую мощность она может отдать в нагрузку.

5. Как экспериментально определяют входное сопротивление отно-сительно любой пары зажимов в цепи с неизвестными параметрами?

6.В исследованной цепи замените резистор R3 источником э.д.с. Е₃ = 24 В. Составьте уравнения для расчёта токов по МЗК и по МУП.

7. В исследованной цепи замените резистор R3 источником тока Jк = 0,125 А. Составьте уравнения для расчёта токов по МЗК и по МКТ.

8 .В исследуемой сложной цепи методом эквивалентного генерато-ра определите ток I1 или I2.

9. Исследованный в работе источник Е₁, r₀₁ замените эквивалентным источником тока, изобразите его схему.

10. Почему невозможна взаимная замена идеальных источников э.д.с. и тока?

------------------------ ♦ -----------------------

Лаборатория 311.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3-4

Определение параметров элементов и

исследование простейших цепей синусоидального тока

Цель работы:

- экспериментально определить параметры (сопротивления и проводимости) катушки и RС-двухполюсника;

- проверить расчётные соотношения ( Z, У, I, U, Р) при последовательном и параллельном соединении элементов.

Пояснения к работе

В цепях синусоидального переменного тока различают активное R, реактивные Х_L, Х_С и полные (импедансные) Z -сопротивления элементов. При параллельном соединении для расчёта цепи необходимы проводимости: g, b_L, b_C и у. Обычно эти параметры определяют экспериментально, с помощью вольтметра, амперметра и ваттметра.

При отсутствии ваттметра сопротивления определяют следующим образом: подключив элемент к источнику постоянного тока, находят его активное r -сопро-тивление, а затем, включив элемент на переменный ток, находят его полное z-со-противление. Проводимости двухполюсника при отсутствии ваттметра определя-ют расчётом через найденные сопротивления. Полную проводимость у двухполюс-ника можно проверить по результатам измерений.

r = , так как х_L⁽⁰⁾ = 0, Z = , Х = ; [1аб]

у = , g = = = r ∙ у ²; b = х∙ у ² = .

Расчёты простых цепей по закону Ома или по законам Кирхгофа ведутся в действующих или амплитудных значениях и через полные Z - сопротивления или у -проводимости.

Zвх = ; ║Увх = ; Zвх = ;

I = ; Uкат = Zкат ∙ I; ║ I = у_вх∙U; Iа = gвх ∙U; Iр = bвх ∙U;

Uвх= ║ Iвх = ;

φ = arctg ; ║ φ = arctg ; [2аб]

Р = U∙I∙cosφ = R ∙ I ² ; ║ Р = U∙I∙cosφ = g ∙ U ² , Вт.

Питание исследуемых элементов и цепей в лаборатории осуществляется от 3-фазного источника синусоидального тока частотой 50 Гц.

В лабораторной работе исследуются катушки К₁, К₂, К₃ и два RС-двух-полюсника.

Ориентировочные параметры исследуемых двухполюсников

Исследуемый двухполюсник	К-1	К-2	К-3	RС-1	RС-2
№ элемента на стенде	L1*	L2*	L4	С3	С2+С3
r, Ом	3,75	22	52	150	50
L, мГн	175	690	100	---	---
С, мкф	---	---	---	20	10+20

Таблица вариантов

Номер варианта	1	2	3	4	5	6
Первая ветвь схемы	К-1	К-2	К-3	К-1	К-2	К-3
Вторая ветвь схемы	RС-1	RС-1	RС-1	RС-2	RС-2	RС-2