Изучение параллельного соединения сопротивлений



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Изучение параллельного соединения сопротивлений



Цель работы. Научиться собирать электрические цепи по задан­ной схеме, подбирать измерительные приборы и практически изу­чить распределение токов в параллельных ветвях.

План работы.

1.Ознакомиться с токоприемниками и источни­ком тока. Записать напряжение источника.

2. Проверить соответствие измерительных приборов режимам, которые будут в цепи.

3.Собрать цепь (рис.5), сделать необходимые измерения, ре­зультаты записать в таблицу 4.

4.  Провести вычисления, сравнить результаты и сделать вы­воды.

Таблица  4

 

 

 

№ п/п

Измеряются

Вычисляются

U I1 I2 I3 I R1 R2 R3 g ∑I
в а а а а ом ом ом сим а
                     

 

Пояснения к работе. Оценив сопротивления токоприемников и зная напряжения источника тока, определить ориентировочно значение тока в каждом токоприемнике. Если он не превосходит допустимой для данного токоприемника величины, выбрать ампер­метр с таким расчетом, чтобы найденный ток составлял 80—90% номинального тока амперметра. Если же найденный ток превосхо­дит допустимый, то амперметр подбирать по току, допустимому для данного участка. Так же подобрать амперметры для других участков.

Амперметр в неразветвленном участке и реостат подобрать по сумме токов в участках. Сопротивление реостата выбрать, как и в предыдущих работах.

После сборки цепи и провер­ки ее руководителем ввести рео­стат полностью и подключить цепь к источнику тока. Сопро­тивление реостата уменьшать до тех пор, пока ток в одном из то­коприемников не достигнет мак­симально допустимой величины или реостат не окажется полностью выведенным.

 

.

 

Рис. 5. Параллельное соединение сопротивлений.

 

Показания приборов, соответствующие этому положению движка реостата, записать в таблицу4. Эти измере­ния повторить дважды при меньших значениях тока.

По результатам измерений подсчитать сопротивления токопри­емников, проводимость всей цепи (по показаниям приборов), сум­му токов в участках и их средние значения по результатам прове­денных опытов. Сделать вывод, в каком сопротивлении течет наи­больший ток. Проверить уравнения I= I1 + I2 + I3; g =  ,  При наличии расхождений объяснить их причины.

Дополнительный материал к работе.

Параллельное соединение сопротивлений. Параллель­ным называют такое соединение, при котором начала всех сопро­тивлений соединены в одной точке, концы — в другой, а ток раз­ветвляется по отдельным сопротивлениям (рис.5). Параллельная цепь обладает следующими свойствами.

1. Напряжение на параллельно соединенных участках одно и то же, то есть U1 = U2 = U3=U, так как все параллельно соединенные участки подсоединены к одним и тем же зажимам А и В, напряже­ние между которыми и является напряжением на отдельных участках.

2. Сумма токов отдельных ветвей равна току до разветвления, то есть I = I1 + I2 + I3- Это свойство объясняется тем, что электроны в узловой точке накапливаться не могут.

3. Токи в параллельных ветвях обратно пропорциональны, вели­чинам сопротивлений этих ветвей.

На основании закона Ома, для первого участка:

 

                               I1 =

 

Аналогично для второго и третьего участков:

 

I2 = и I3 =  

 

Отсюда, разделив первое уравнение на второе, а второе на третье, получим:

 

после сокращения правых частей уравнений на U

 

 

 

4. Эквивалентная проводимость параллельной цепи равна сумме проводимостей отдельных параллельных ветвей.

Действительно, согласно закону Ома для участка цепи и на ос­новании второго свойства,

 

После сокращения обеих частей уравнения на U

 

или

                                                g = g1 + g2 + g3,                                         

                                                                                                                                                                                                                                                                                                     где g—эквивалентная проводимость параллельной цепи;

 R — эквивалентное сопротивление параллельной цепи.

Если параллельно соединены два сопротивления, то

 

Откуда

R=

Таким образом, эквивалентное сопротивление параллельной це­пи подсчитывают через проводимость, и лишь в случае параллель­ного соединения двух сопротивлений можно воспользоваться пос­ледней формулой.

 

Смешанное соединение соп­ротивлений. Смешанным называется такое соединение, при котором часть сопротив­лений, входящих в цепь, сое­динена последовательно, а часть — параллельно.

 

 

 

Рис. 6. Схема цепи со смешанным соединением сопротивлений.

 

Видов смешанных соединений мо­жет быть очень много. На рисунке 6 изображена сме­шанная цепь, которая представляет собой три последовательных участка, соединенных парал­лельно.

 

Конкретного способа решения смешанных цепей указать нельзя из-за их большого разнообразия, но в общем случае сначала е следует решить последовательно соединенные участки, а потом — па­раллельные или наоборот.

Напряжение на зажимах внешнего участка  U=IR=4·4=16в

 

Ток в верхней ветви

 

I1=

                                         

Ток в средней ветви

I2=

 

Ток в нижней ветви

I3=

 

Падение напряжения внутри генератора U0=E—U=24—16=8  В.

 

 

Технологическая карта№4

 Измерение работы и мощности в цепи постоянного тока.

Цель работы – ознакомиться с методами измерения работы и мощности в цепи постоянного тока и научиться для этой цели правильно включать в цепь электроизмерительные приборы.

Пояснение. Если ламповый реостат с сопротивлением R находиться под напряжением U, и по нему проходит ток, то за время t в нем выделяется энергия, которую можно подсчитать по формуле:

W=IUt=U2 t\ R=I2 R t

Мощность – это работа (энергия ) совершенная в единицу времени

P = W / t.= I * U

Измеряют мощность ваттметром. Для измерения мощности постоянного тока достаточно вольтметра и амперметра. Для измерения работы электрического тока применяют счетчик электрической энергии. Счетчики измеряют работу в киловатт – часах.

Работу электрического тока можно определить, измеряя мощность вольтметром и амперметром, а время секундомером.

 

Оборудование и аппаратура.

амперметр постоянного тока на 3А 1шт.
Вольтметр постоянного тока на 150 В. 1 шт.
Патроны с лампочками накаливания 110 В, 100Вт. 3 шт.
Провода соединительные площадью сечения 1,5 мм2 длиной 1,5 м 9шт.
Рубильник двухполюсный на 25 А, 250В 1шт.
Источник постоянного тока напряжением 115 В.  

 Порядок выполнения работы.

1.Ознакомиться со схемой измерения и приборами.

2.Собрать схему (рис 7 а), подключить ее к сети, и записать показания приборов в таблицу.

3. Вычислить мощность и энергию ( работу )

     4. Собрать схему ( рис  7 б ), включить ее в сеть и записать показания в

        таблицу .

      5. Вычислить мощность и энергию.

 6.Составить отчет.

 

     
 

 


                     а                                                             б

Рис7. Измерение мощности в цепи постоянного тока при включении потребителей:

а – последовательно б - параллельно

 

соединенение

  измерено

                 вычислено

I. А. U. В. R. Ом P. Вт. t. с W. дж.
Последователь- ное            
Параллельное            

 

 

  Содержание отчета.

1. Наименование отчета.

2. параметры электроизмерительных приборов.

3. Электрические схемы измерения работы и мощности.

4. Таблица с измеренными и вычисленными величинами.

5. Формула для вычисления работы и мощности в цепи постоянного тока.

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое работа и мощность в электрической цепи, и в каких единицах их измеряют?

2. Какими приборами измеряют мощность постоянного тока?

3. Какими приборами, и в каких единицах измеряют электрическую энергию?

 

Дополнительный материал к работе.



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.172.136.29 (0.008 с.)