2.4. Рекомендації до складання електричних кіл

Роботу виконують на навчально-дослідному лабораторному стенді. Для цього необхідно скласти електричне коло, схема якого показана на рис.2.2.

Напругу на вхід кола подають від джерела, яке дозволяє регулювати її в межах 0...20 В за допомогою ручки „Напряжение”. При складанні кола використовують необхідні резистори з комплекту лабораторного стенда. Цифрові прилади, що також входять до лабораторного стенда, дають можливість вимірювати напруги і струми в необхідних межах. Конфігурацію електричних кіл, що досліджуються, здійснюють за допомогою перемичок.

Рис.2.2

2.5. Порядок виконання роботи

Для проведення лабораторних досліджень скласти електричне коло згідно зі схемою, що на рис.2.2, використовуючи резистори з опорами, вказаними викладачем.

1. Для дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням резисторів необхідно:

- зняти перемички П₁, П₂, П₄ і П₅, що призведе до послідовного з’єднання резисторів R₁, R₂ i R₃;

- перемичку П замінити амперметром;

- вольтметр PV приєднати до вхідних точок кола;

- ввімкнути джерело живлення і, користуючись вольтметром PV, виставити величину напруги, вказану викладачем;

- приладом PА виміряти силу струму в колі;

- користуючись вольтметром PV, виміряти напруги на опорах R₁,R₂ і R₃;

- результати вимірювань записати в табл.1;

- за результатами вимірювань обчислити опори резисторів R₁,R₂ і R₃;

- обчислити еквівалентний опір кола за формулою еквівалентного перетворення, а також за законом Ома;

- порівняти отримані величини R_екв і оцінити величину похибки експерименту;

- обчислити потужності, що розвиваються в окремих опорах кола (формула 2.4), а також потужність (формула 2.5), що споживається всіма опорами;

- обчислити потужність джерела живлення Р^*, користуючись значенням струму (формула 2.1) і напруги (формула 2.3) на вході кола;

- скласти баланс потужностей і зробити висновок.

Таблиця 1

Вимірювання

Обчислення

U, B

I, A

U1,B

U2, B

U3, B

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

Rекв, Ом

R*екв, Ом

Р1, Вт

Р2, Вт

Р3, Вт

Р, Вт

Р*, Вт

2. Дослідити електричне коло з паралельним з’єднанням резисторів. Для чого:

- поставити перемички П₁, П₂, П₃, П₄ і П₅, що призведе до паралельного з’єднання резисторів R₃, R₄ і R₅;

- встановити вказану викладачем величину вхідної напруги U;

- знімаючи по черзі перемички П, П₃, П₄ і П₅ приладом РА, виміряйте струм І в нерозгалуженій частині кола і струми І₃, І₄ і І₅ у відповідних опорах;

- результати вимірювань записати до табл. 2.;

- на основі результатів вимірювання обчислити опори і провідності окремих віток (формула 2.6);

- знайти величину еквівалентної провідності всього кола як суму провідностей окремих віток і обчислити загальну провідність кола g^*, користуючись законом Ома (формула 2.8);

- порівняти отримані результати і зробити оцінку величини похибки експерименту;

- обчислити величини потужностей окремих опорів (формула 2.9), а також сумарну потужність, що споживається колом (формула 2.10);

- обчислити потужність джерела живлення;

- перевірити виконання балансу потужностей (формула 2.14) і зробити висновок.

Таблиця 2

Вимірювання

Обчислення

U, B

I, A

I3, А

I4, А

I5, А

R3,

R4,

R5,

Rек

R*ек

g3

g4

g5

gек

g*ек

Р3

Р4,

Р5

Р

Р*

Ом

Сім

Вт

3. Провести дослідження електричного кола зі змішаним з’єднанням резисторів. Для цього:

- зняти перемички П₁ і П₅, здійснивши таким чином послідовне з’єднання резистора R₁ з паралельно з’єднаними резисторами R₃ і R₄;

- провести вимірювання струмів у вітках і всіх напруг;

- результати вимірювань занести до табл.3.

Таблиця 3

Вимірювання

Обчислення

U, B

U1, В

U34, B

І, А

І3, А

І4, А

R1

R3

R4

Rек

R*ек

Р1

Р3

Р4

Р

Р*

Ом

Вт

- на підставі результатів вимірювань обчислити величини опорів R₁,R₃ і R₄, а також еквівалентний опір кола (формула 2.11);

- визначити еквівалентний опір кола R^*_екв, користуючись законом Ома, і порівняти його величину з попереднім значенням;

- зробити висновок про величину похибки експерименту;

- визначити потужності окремих опорів і кола (формула 2.13);

- визначити потужність джерела живлення (формула 2.14) і перевірити баланс потужностей. Зробити висновок.