Лабораторная работа № 1. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока

 

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования цепей постоянного тока, используя законы Ома, Кирхгофа и метод наложения.

 

Подготовка к работе

1.1.1 Повторить раздел ТЭЦ1 «Линейные электрические цепи постоянного тока» [Л.1 с. 41-71, Л.2 с.16-56, Л.6 с 23-49, Л. 8 с. 9-22].

1.1.2 Записать законы Ома и Кирхгофа соответственно для схем (см. рисунки 1.1, 1.2).

1.1.3 Каким образом экспериментально определить э.д.с. источника напряжения?

1.1.4 Как построить для схемы (см. рисунок 1.1) потенциальную диаграмму?

1.1.5 Как для схемы (см. рисунок 1.2) произвести расчёт токов методом наложения?

 

Задание к выполнению работы

1.2.1 Собрать цепь (см. рисунок 1.1), установить ЭДС Е1, Е2 согласно заданному варианту (см. таблицу 1.1).

 

Таблица 1.1

№ варианта
Е1
Е2

 

 

 

Рисунок 1.1

 

1.2.2 Измерить ток, ЭДС источников Е₁ и Е₂ и напряжения на резисторах. Результаты занести в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2

I=; E1=; E2=;
Резистор	R1	R2	R3	R3	R5	R6
Напряжения, В
Сопротивления,Ом
Проводимость, См

 

1.2.3 Измерить потенциалы всех точек относительно одной, например j₁=0. Результаты занести в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3

Потенциалы	j1	j2	j3	j4	j5	j6	j7	j8
Теоретический расчёт
Эксперимент

 

1.2.4 Собрать цепь (см. рисунок 1.2).

1.2.5 Для проверки метода наложения измерить токи в ветвях при поочередно закороченных э.д.с. E₁ и E₂ и при включении двух источников, (см. рисунки 1.3, 1.4) результаты занести в таблицу 1.4.

 

Таблица 1.4

Вид исследований		I1	I2	I3
Теоретический расчёт	E1 0; Е2=0
E1=0; E2 0
E1 0; E2 0
Эксперимент	E1 0; Е2=0
E1=0; E2 0
E1 0; E2 0
Расчёт по экспериментальным данным

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3 Рисунок 1.4

 

Обработка результатов экспериментов

1.3.1 Для схемы (см. рисунок 1.1) по результатам экспериментов рассчитать величины сопротивлений и их проводимости, ток по закону Ома, потенциалы всех точек.

1.3.2 Для схемы (см. рисунок 1.1) построить потенциальную диаграмму по расчётным и экспериментальным данным и определить из нее ток в цепи.

1.3.3 Для схемы (см. рисунок 1.2) произвести теоретический и экспериментальный расчёт токов методом наложения.

1.3.4 Проверить соблюдение законов Кирхгофа для схемы (см. рисунок 1.2).

1.3.5 Сравнить результаты экспериментов и теоретических расчётов.

 

 

Методические указания

1.4.1 Потенциальная диаграмма представляет собой график изменения потенциала при обходе цепи, начиная с одной точки, потенциал которой условно принят за нуль. На оси абсцисс графика откладываются в определенном масштабе сопротивления участков цепи, а по оси ординат – потенциалы соответствующих точек. Ток из потенциальной диаграммы для неразветвленной цепи ,

где , - соответственно масштаб потенциалов и сопротивлений;

- тангенс угла наклона участка прямой потенциальной диаграммы к оси абсцисс.

1.4.2 Расчет токов методом наложения состоит в следующем: ток в любой ветви можно рассчитать как алгебраическую сумму токов, вызываемых в ней каждым из источников ЭДС в отдельности. При расчете токов, вызванных каким-либо источником ЭДС, остальные источники ЭДС в схеме заменяются короткозамкнутыми участками.

 

 

Лабораторная работа № 2. Исследование линейной развлетвленной электрической цепи постоянного тока

Цель работы: получение навыков экспериментального исследования разветвленных цепей постоянного тока, используя методы контурных токов и узловых потенциалов, метод эквивалентного генератора.

 

Подготовка к работе

2.1.1 Повторить раздел ТЭЦ1 «Линейные электрические цепи постоянного тока» [Л.1 с. 41-71, Л.2 с.16-56, Л.6 с 23-49, Л. 8 с. 9-22].

2.1.2 Используя значения сопротивлений R1 R6 из лабораторной работы №1 (см. таблицу 1.2) и значения ЭДС, согласно заданному варианту (см. таблицу 2.1), рассчитать все токи методом контурных токов и узловых потенциалов, а также потенциалы узлов электрической цепи для схемы (см. рисунок 2.1). Результаты расчетов занести в таблицу 2.2

2.1.3 Определить один из токов IB методом эквивалентного генератора согласно заданному варианту (см. таблицу 2.1). Результаты расчётов занести в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.1

№ варианта
Е1,В
Е2,В
Ток, определяемый МЭГ	I1	I2	I3	I4	I5	I6

 

Задание к выполнению работы

2.2.1 Собрать цепь по схеме (см. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1

 

2.2.2 Измерить и занести в таблицу 2.2 показания амперметров (значения токов ), показания вольтметров (значения потенциалов узлов ). При измерении потенциалов, потенциал одного из узлов (тот же, что и в расчете) принять равным 0.

 

Таблица 2.2

Вид исследования		j1	j2	j3	j4	I1	I2	I3	I4	I5	I6
Теоретический расчёт	МКТ
МУП
Эксперимент

2.2.3 Для определения тока методом эквивалентного генератора в ветви I_В измерить напряжение холостого хода U_xx на зажимах разомкнутой ветви и ток I_ВКЗ в этой ветви при её коротком замыкании. Результаты занести в таблицу 2.3.

 

Таблица2.3

Вид исследования	Uxx, В	IВКЗ, А	Rэг, Ом	Еэг, В	IВ, А
Теоретический расчёт
Экспериментальные исследования