1. Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь постоянного тока (рис. 1.6) при разомкнутом ключе.
Рис. 1.6. Схема цепи.
2. Задать параметры элементов цепи согласно варианту (табл.1.1).
Табл. 1.1.
№ варианта | |||||||
J, А | |||||||
E, В | |||||||
R 1, Ом | |||||||
R 2, Ом | |||||||
R 3, Ом | |||||||
R 4, Ом |
3. Записать в таблицу 1.2 показания приборов.
Табл. 1.2.
Схема с источником ЭДС | Положение ключа | Параметры цепи | Показания приборов | Вычисленные значения |
Ключ разомкнут | Uab, В | |||
I, А | ||||
IR 1, А | ||||
UR 1, В | ||||
IR 2, А | ||||
UR 2, В | ||||
IR 3, А | ||||
UR 3, В | ||||
IR 4, А | ||||
UR 4, В | ||||
Ключ замкнут | Uab, В | |||
I, А | ||||
IR 1, А | ||||
UR 1, В | ||||
IR 2, А | ||||
UR 2, В | ||||
IR 3, А | ||||
UR 3, В | ||||
IR 4, А | ||||
UR 4, В |
4. Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 1.2. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.
|
|
Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:
4.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:
.
4.2 Определить ток в неразветвленной части цепи I:
.
4.3 Определить напряжения UR 1 и UR 2. Напряжения UR 1 и UR 2 равны, так как элементы R 1 и R 2 включены параллельно.
.
4.4 Определить напряжения UR 3 и UR 4:
, так как в ветви с сопротивлением R 3 обрыв.
.
4.5 Определить токи в ветвях схемы:
; ;
, так как в ветви с сопротивлением R3 обрыв;
.
4.6 Проверить выполнение законов Кирхгофа:
Первый закон Кирхгофа: I = IR 1 + IR 2 = IR 4;
Второй закон Кирхгофа: E = UR 1 + UR 4 = UR 2 + UR 4.
4.7 Записать уравнение баланса мощностей.
5. Замкнуть ключ, подключив в схему резистор R 3.
Записать в таблицу 2 показания приборов.
6. Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 2 при замкнутом ключе. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.
Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:
6.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:
.
6.2 Определить ток в неразветвленной части цепи I:
.
6.3 Определить напряжения UR 1 и UR 2. Напряжения UR 1 и UR 2 равны, так как элементы R 1 и R 2 включены параллельно.
.
6.4 Определить напряжения UR 3 и UR 4. Напряжения UR 3 и UR 4 равны, так как элементы R 3 и R 4 включены параллельно.
; .
6.5 Определить токи в ветвях схемы:
; ; ; .
6.6 Проверить выполнение законов Кирхгофа:
Первый закон Кирхгофа: I = IR 1 + IR 2 = IR 3 + IR 4;
|
|
Второй закон Кирхгофа: E = UR 1 + UR 3 = UR 2 + UR 4.
6.7 Записать уравнение баланса мощностей.
7. Заменить источник ЭДС на схеме источником тока (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Схема цепи.
Снять показания приборов при разомкнутом и замкнутом ключе. Занести данные в таблицу 1.3. Рассчитать схему при разомкнутом и замкнутом ключе, используя закон Ома. Проверить выполнение законов Кирхгофа. Записать уравнение баланса мощностей.
Табл. 1.3.
Схема с источником тока | Положение ключа | Параметры цепи | Показания приборов | Вычисленные значения |
Ключ разомкнут | Uab, В | |||
I, А | ||||
IR 1, А | ||||
UR 1, В | ||||
IR 2, А | ||||
UR 2, В | ||||
IR 3, А | ||||
UR 3, В | ||||
IR 4, А | ||||
UR 4, В | ||||
Ключ замкнут | Uab, В | |||
I, А | ||||
IR 1, А | ||||
UR 1, В | ||||
IR 2, А | ||||
UR 2, В | ||||
IR 3, А | ||||
UR 3, В | ||||
IR 4, А | ||||
UR 4, В |
Контрольные вопросы.
1. Написать формулы для расчета сопротивления цепи постоянного тока при последовательном и параллельном соединении сопротивлений.
2. Сформулировать закон Ома для участка цепи и для замкнутого контура.
3. Сформулировать первый и второй законы Кирхгофа, объяснить правила знаков.
4. Дать определение источника ЭДС и источника тока.
5. Дать определение мощности электрической цепи. Сформулировать уравнение баланса мощностей.
Лабораторная работа № 2.