Результаты измерений и вычислений

 

Участок цепи	В	А	Вт	Ом
Сопротивление
Сопротивление
Сопротивление
Сопротивление всей цепи

3. Собрать схему параллельного соединения сопротивлений рис. 1.3. Измерить напряжения, общий ток и мощность. Зная из предыдущего опыта значения сопротивлений , и , определить проводимости ветвей, токи в каждой ветви и мощность на каждом участке цепи. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу аналогичную табл. 1.1.
Убедиться, что , , .

 

 

Рис. 1.3. Схема разветвлённой цепи при параллельном соединении сопротивлений

 

4. Собрать схему рис. 1.4. Измерить ток, мощность и напряжение на каждом сопротивлении и во всей цепи. Рассчитать ток и мощность в каждой ветви. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу, аналогичную табл. 1.1. Убедиться, что , , , .

 

 

Рис. 1.4. Схема разветвлённой цепи при смешанном соединении сопротивлений

 

5. Записать выводы по результатам исследований.

Контрольные вопросы

 

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

2. Запишите выражение закона Ома для пассивного участка и для замкнутой цепи, состоящей из трех резисторов. Схему соединения резисторов выберите любую, предварительно начертив ее.

3. Чему равно эквивалентное сопротивление трех резисторов, включенных параллельно, если R ₁ = R ₂ = R ₃ = 15Ом?

4. Вычертите схему смешанного соединения пяти резисторов. Напишите формулы расчета эквивалентного сопротивления этой схемы.

5. Сформулируйте законы Кирхгофа и напишите их обобщенное выражение.

6. Составьте систему уравнений по законам Кирхгофа для схемы, заданной преподавателем.

7. Как изменится мощность, потребляемая двумя резисторами, если с последовательного соединения переключить их на параллельное соединение к тому же источнику?

8. Как изменится накал двух последовательно соединенных ламп, если параллельно одной из них подключить третью лампу?

9. Доказать, что при последовательном соединении сопротивлений общее сопротивление равно их сумме.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

 

ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ ОТ АКТИВНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА

К ПАССИВНОМУ ДВУХПОЛЮСНИКУ (ЛЭП ПОСТОЯННОГО ТОКА)

Цель работы: исследование линии электропередачи (ЛЭП) постоянного тока при различных режимах работы.

 

Основные теоретические положения

ЛЭП предназначена для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Она представляет собой два изолированных провода с суммарным сопротивлением , к началу которых подключен генератор с напряжением , а к концу – нагрузка с сопротивлением .

Схема замещения ЛЭП постоянного тока представлена на рис. 2.1.

 

 

Рис. 2.1. Схема замещения ЛЭП постоянного тока

При анализе работы линии наиболее важными являются три вопроса: напряжение на нагрузке , величина передаваемой мощности и коэффициент полезного действия передачи .

В генераторе, проводах линии и нагрузке, при отсутствии тока утечки ток имеет одну и ту же величину

.

Поэтому режимы работы линии удобно рассматривать в виде зависимостей различных величин (, , , , , ) от тока в линии.

Падение напряжения в линии и напряжение на нагрузке :

, .

Величины и являются постоянными, поэтому зависимости представляют собой линейные функции тока. В режиме холостого хода (при ) , а . С ростом тока падение напряжения в линии возрастает, а напряжение на нагрузке уменьшается, и в режиме короткого замыкания (при ) , ,

Мощность на входе линии линейно зависит от тока .

При холостом ходе она равна нулю, а при коротком замыкании определяется по формуле

.

Потери мощности в линии .

Мощность , поступающая в нагрузку

.

Коэффициент полезного действия равен отношению мощностей в конце линии и начале линии

.

Полученная зависимость представляет собой линейную функцию тока. При холостом ходе, когда , кпд равен единице (нет передачи энергии – нет потерь). При коротком замыкании вся передаваемая мощность теряется в линии и кпд равен нулю.

Формулу для расчета кпд можно представить по-другому:

.

При , . В реальных линиях при передаче больших мощностей . При этом .

Так как , а ,

то .

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с оборудованием и приборами, записать их технические характеристики.

2. Собрать схему, приведенную на рис. 2.2, где в качестве нагрузки ЛЭП использовать лампы накаливания.

 

 

Рис. 2.2. Схема для исследования ЛЭП постоянного тока

 

3. Включить напряжение и, изменяя сопротивление нагрузки, измерить ток и напряжение в начале и в конце линии.

Рекомендуется сначала исследовать режим холостого хода линии при разомкнутой нагрузке, а затем режим короткого замыкания при замкнутом ключе К. Далее, разомкнув ключ К, увеличивают ток линии от тока холостого хода до тока короткого замыкания через возможно равные интервалы включения ламп нагрузки.

Всего необходимо произвести 8–10 опытов, включая в их число и режим, когда ток линии равен половине тока короткого замыкания.

Результаты экспериментов в порядке возрастания тока в линии свести в табл. 2.1.

Таблица 2.1