Лабораторная работа № 2.
Цель работы. Получить навыки расчета делителей тока и напряжения, построения потенциальных диаграмм. Освоение методов измерения потенциалов, напряжений и токов в простых цепях постоянного тока.
Общие сведения.
Схемы простейшего делителя напряжения изображены на рис.1.
R1 |
UR1 |
UR2 |
URи |
I |
RИ |
UИ |
R2 |
Е |
UR1 |
R1 |
UR2 |
R2 |
I |
Е |
а б.
Рис.1. Принципиальные электрические схемы делителей напряжения.
Для схемы делителя напряжения рис.1.а. выражение, составленное по второму закону Кирхгофа, имеет вид U1 + U2 = R1*I + R2*I = E, откуда I = E /(R1 +R2).Напряжение на элементах UR1 = I*R1 = E * R1/(R1 + R2); UR2 = E*R2 / (R1 + R2)= E/(1+R1/R2). Из приведенных соотношений следует, что падение напряжений на элементах делителя напряжения пропорциональны ЭДС источника Е и зависят от соотношения сопротивлений резисторов R1 и R2, называемых плечами делителя. При большем количестве резисторов сумма в знаменателе соответственно увеличивается. Выражения справедливы когда внутренним сопротивлением генератора (источника) можно пренебречь RИ << R1 и R2 в противном случае рис.1.Б. необходимо вместо Е подставлять в формулы UИ или учитывать RИ как еще одно последовательное сопротивление в цепи Е.
|
|
I |
I1 |
I2 |
R1 |
R2 |
Е |
RИ |
I |
I1 |
I2 |
R2 |
R1 |
UИ |
Е |
.
А. Б.
Рис.2. Принципиальные электрические схемы делителей тока.
Для схемы делителя тока рис.2.А. выражение, составленное по первому закону Кирхгофа, имеет вид I= I1 +I2 = E/R1 + E/R2 = E*(R1+R2)/ R1*R2. Токи через элементы делителя тока равны:
I1 = E/R1 = I*R2/(R1+R2) = I/(1+R1/R2); I2 = E/R2 = I*R1/(R1+R2) = I/(1+R 2/R1).
Подготовка к лабораторной работе.
Изучить теоретический материал раздела «Цепи постоянного тока».
|
|
Подготовить монтажные схемы для электрических схем приведенных на рис.3, рис.5, рис.6.
Подготовить таблицы по пунктам порядка выполнения работы.
При известных значениях E, R1, R2, R3, R4 рассчитать параметры в таблицах 2,3,4 для схем на рис.3, рис.5, рис.6.
ВАРИАНТЫ, таблица № 1.
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Е В. 5 6 7 8 9 10 12 14 15 11 13 16
R1 кОм 1 2 3 3.9 8.2 4.3 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 9.1
R2 кОм 2 3 1 2 4.3 3 4.7 2 5.1 4.3 8.2 5.6
R3 кОм 4.3 5.1 3.9 3.3 5.6 5.1 8.2 4.7 9.1 3 2 3.9
R4 кОм 5.6 7.5 6.8 1 2 9.1 3 6.8 3 9.1 3.9 2
В работе используются источник напряжения постоянного тока Б5-48 (Б5-42), амперметр М283, вольтметр В7-22А.