5. Оформление результатов работы

После выполнения лабораторной работы необходимо оформить отчет в соответствии с п. 6.1 общих положений настоящих методических указаний. Сделать выводы по проделанной работе.

6. Контрольные вопросы

1. Что называется последовательным соединением приемников?

2. Что называется параллельным соединением приемников?

3. Что называется смешанным соединением приемников?

4. Сформулировать закон Ома для участка цепи.

5. Сформулировать 1-й закон Кирхгофа.

6. Сформулировать 2-й закон Кирхгофа.

7. Можно ли для контура, содержащего только пассивные элементы, составить уравнения по 2-му закону Кирхгофа? Какой вид оно имеет?

8. Сформулируйте способ косвенного измерения тока по результатам измерения напряжения на резисторе известного сопротивления.

9. Как определить общее сопротивление при последовательном сопротивлении элементов? Как при параллельном?

10. Как изменится ток в неразветвленной части цепи при увеличении числа параллельно включенных элементов, если напряжение источника питания неизменно?

Лабораторная работа № 2

Исследование сложной электрической цепи постоянного тока

1. Цель работы

Исследование сложной электрической цепи, расчет цепи двумя методами: методом непосредственного применения законов Кирхгофа и методом наложения-суперпозиции. Экспериментальная проверка полученных результатов.

2. Сведения из теории

2.1. Расчет сложной электрической цепи методом непосредственного применения законов Кирхгофа

Электрическая цепь состоит из в ветвей и у узлов. Ветвь это участок цепи, по которому протекает один и тот же ток, или участок цепи, содержащий один или несколько последовательно соединенных элементов. Узел это точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей, т. е. место, где могут разветвляться токи. В общем случае электрическая цепь состоит из в ветвей, соединяющих у узлов между собой.

Так как неизвестными являются токи в ветвях, то число неизвестных равно в. Для их нахождения необходимо иметь систему из в уравнений.

По 1-му закону Кирхгофа можно записать столько уравнений, сколько узлов имеется в цепи. Из них число независимых уравнений равно , т. к. только узлов являются независимыми. Для независимого уравнения характерно то, что в него входит хотя бы один ток, не вошедший в другие уравнения.

По 2-му закону Кирхгофа можно записать столько уравнений, сколько можно выделить замкнутых контуров в цепи. Но не все замкнутые контуры независимы. Независимым является такой контур, в который входит хотя бы одна ветвь, не вошедшая в другие контуры. Число независимых контуров и независимых уравнений n зависит от конкретной конфигурации схемы, и определяется по формуле:

.

Итак, по законам Кирхгофа можно записать – независимых уравнений. Решив такую систему из в уравнений, можно найти все в токи в ветвях схемы.

Если в результате решения системы уравнений для цепи постоянного тока ток в какой-либо ветви получается со знаком «минус», то это означает, что действительное направление тока в ветви противоположно условно выбранному (принятому).

Поэтому прежде чем приступить к записи уравнений по законам Кирхгофа, необходимо задать условно положительные направления токов в ветвях, а также выбрать и указать положительные направления обходов контуров («по» или «против» часовой стрелки) для записи уравнений по 2-му закону Кирхгофа.