Выполнение работы

.

Собрать цепь по схеме рис. 1.1, измерить напряжения и токи в ветвях. По результатам измерений рассчитать сопротивления R1, R2, R3 и входное сопротивление цепи. Результаты измерений занести в таблицу 1.2 и сравнить с расчетными.

Таблица 1.2

Величина	Uab, B	Ubc, B	Uaс, B	I1, мА	I2, мА	I3, мА	Rвх, Ом
Расчет
Эксперимент

Контрольные вопросы

1. Какое соединение элементов называется последовательным, параллельным и смешанным?

2

Рис. 1.2

. Записать выражения для входного сопротивления схем, указанных на рис. 1.2, относительно заданных зажимов.

3 . Вычислить токи и напряжения в схемах рис. 1.3, если Е=100 В, R₁=100 Ом, R₂=10 Ом, J=1 A.

Рис. 1.3

4

Рис. 1.4

. Для делителя напряжения (рис. 1.4) получить формулу и построить график зависимости напряжения U_Н от R_Х при R_Н =2R и R_Н =0.5R .

Теоретическая часть

Входным сопротивлением пассивной электрической цепи называется отношение напряжения к току на зажимах этой цепи.

На практике часто возникает задача рассчитать входное сопротивление цепи, когда известны элементы цепи и способ их соединения. Простейшие виды соединений – это последовательное, параллельное и смешанное соединение элементов.

П оследовательным называется такое соединение, при котором через все участки цепи проходит один и тот же ток. При последовательном соединении конец каждого элемента соединен только с началом следующего. На рис. 1.5 показано последовательное соединение сопротивлений.

Рис. 1.5

Входное сопротивление для этой цепи может быть найдено, если, согласно второму правилу Кирхгофа, входное напряжение заменить суммой падений напряжений на сопротивлениях.

При последовательном соединении больше любого сопротивления, входящего в это соединение.

Напряжение на каждом сопротивлении может быть найдено по закону Ома:

Таким образом, напряжение на каждом сопротивлении меньше, чем на входе. Чем больше сопротивление, тем большая часть входного напряжения падает на нем.

П араллельным называется такое соединение, при котором к элементам приложено одно и то же напряжение. При параллельном соединении элементы подключены к одной паре узлов. Параллельное соединение сопротивлений показано на рис. 1.6.

Рис. 1.6

Для параллельного соединения легко находится входная проводимость , которая является обратной величиной для входного сопротивления . Формулу для вычисления можно получить, используя первое правило Кирхгофа и закон Ома:

Эту формулу удобно использовать при большом количестве параллельных сопротивлений. Если параллельно соединены два сопротивления, то для вычисления удобнее использовать следующую формулу:

При параллельном соединении входное сопротивление меньше любого сопротивления, входящего в соединение.

Если известен ток на входе цепи, то ток в каждом сопротивлении может быть найден следующим образом:

Для двух параллельных сопротивлений эта формула приводит к следующим, часто используемым выражениям:

; ;

т.е. ток в одном из параллельно соединенных сопротивлений равен току в общей ветви, умноженному на сопротивление другой ветви и деленному на сумму обоих сопротивлений.

Смешанным называют такое соединение, при котором имеются только участки с последовательным и параллельным соединением элементов. Для расчета режима в такой цепи можно последовательно преобразовывать схему до неразветвленной, заменяя последовательно и параллельно соединенные сопротивления эквивалентными. После расчета режима в неразветвленной цепи можно легко найти токи и напряжения во всех ветвях схемы, используя полученные выше формулы.

Рис. 1.7

В качестве примера рассмотрим расчет режима в схеме рис. 1.7.

Е сли заменить последовательно соединенные сопротивления и эквивалентным , а параллельно соединенные сопротивления и эквивалентным сопротивлением , исходная схема преобразуется к виду, показанному на рис. 1.8.

Рис. 1.8

Рис. 1.9

Рис. 1.10

Заменяя в ней последовательно соединенные сопротивления и сопротивлением , получим схему рис. 1.9. В этой схеме можно заменить параллельно соединенные сопротивления и сопротивлением . В результате этого получим неразветвленную схему, показанную на рис. 1.10, в которой можно найти ток . По известному току в схеме рис. 1.9 можно найти токи и :

;

По найденному току в схеме рис.1.7 можно найти токи и :

;

РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы

Экспериментальная проверка принципа наложения. Экспериментальное определение параметров активного двухполюсника, исследование зависимости величины мощности, передаваемой от активного двухполюсника в нагрузку, от значения сопротивления нагрузки.

Подготовка к работе

1. Рис. 2.1

   И зучить рассматриваемые темы по конспекту лекций или литературе [1-3].

2. Для активного двухполюсника, схема которого изображена на рис. 2.1, рассчитать параметры эквивалентной схемы замещения U_ХХ, I_КЗ и R_ВХ. Данные для расчетов взять из табл. 2.1 в соответствии с номером бригады.

3. Используя найденные параметры активного двухполюсника, рассчитать зависимости и построить графики напряжения и мощности в нагрузке в зависимости от сопротивления нагрузки.

Таблица 2.1

Величина	Номер бригады
	1	2	3	4	5	6	7	8
E1, В	12	13	12	13	12	13	12	13
E2, В	6	7	6	7	6	7	6	7
R1, Ом	150	100	200	120	150	100	100	180
R2, Ом	200	240	150	180	150	120	150	120
R3, Ом	750	750	680	560	360	430	680	360
R4, Ом	510	560	470	360	680	510	560	510
R5, Ом	390	560	470	390	390	430	470	510