Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Лабораторная работа № 1

Московский Государственный Университет Экономики, Статистики и Информатики

Лабораторная работа № 1

Исследование неразветвленной электрической цепи постоянного тока.

Вариант 4

Цель работы: Теоретический расчет и моделирование неразветвленной электрической цепи постоянного тока.

Выбор варианта

Вариант
R₁ (Ом)
R₂ (Ом)
R₃ (кОм)	1.8	2.2	2.1	2.7	1.75	2.1	2.15	2.7	1.8	2.0	2.1	2.2	2.3	1.8	1.6

Теоретические сведения

Закон Ома для участка цепи: ток в проводнике I равен отношению падения напряжения U на участке цепи к ее электрическому сопротивлению R:

I=U/R (1.1)

Закон Ома для полной цепи: I=E/(R₁+R₂) (1.2)

Обобщенный закон Ома: ток в замкнутой одноконтурной цепи равен отношению алгебраической суммы всех ЭДС к арифметической суме всех сопротивлений. Перед расчетом выбирают направление обхода контура и считают это направление за положительное направление тока. При определении алгебраической суммы ЭДС со знаком плюс берут те ЭДС, направления которых совпадают с выбранным положительным направлением тока, и со знаком минус – ЭДС с противоположными направлениями.

Если величина тока получилась положительной, то, следовательно, направление тока совпадает с выбранным. А если результат получился отрицательным, то это означает, что действительное положение тока в цепи противоположно выбранному.

Ток в цепи

I=(E₁±E₂)/(R₁+R₂) (1.3)

Напряжение U_AB между A и B определяется с помощью обобщенного закона Ома для участка цепи. Выберем участок A-E₂-B. Для этого участка цепи закон Ома запишется в следующем виде:

I=(U_AB+E₂)/R₃IR₃=U_AB+E₂ U_AB=IR₃-E₂ (1.4)

Мощность, рассеиваемая резистором: протекание тока через резистор приводит к рассеиванию энергии (преобразование электрической энергии в тепло); рассеиваемую мощность можно подсчитать по формуле:

P=RI²=U²/R (1.5)

Погрешность измерений подсчитывается по формуле:

δ(u) = (1.6)

Порядок выполнения работы:

I. Анализ схем (рис. 1 и рис. 2).

Рисунок 1 А

Рисунок 2 В

II. Расчет цепи (по рис. 1 и рис. 2).

При помощи формул (1.1 – 1.6.) и исходных значений рассчитать напряжение, силу тока и рассеиваемую мощность для трех случаев работы электрической цепи: нагрузка, холостой ход, короткое замыкание. Ниже заполнить табл. 1 и табл. 2 в графе «Расчет», а также представить формулы и расчеты.

Расчет цепи (рис.1).

1) Нагрузка: ключ (х) замкнут, (к) разомкнут.

2) Холостой ход: ключ (х) разомкнут, (к) разомкнут.

3) Короткое замыкание: (х) разомкнут, (к) замкнут.

Расчет цепи (рис.2.)

III. Построить схемы с помощью мультимедийной программы Multisim 10, аналогичные рис.1 и рис 2.

Рис.1

Рис.2

1) Произвести расчеты согласно условию и заполнить табл.1. и табл.2 в графе «Моделирование».

Таблица 1

R₁ R₂ E	Расчет	Моделирование
Режим			Поргеш- ность, %
Нагрузка
Холостой ход
Короткое замыкание

Таблица 2

R₁ R₂ E₁ E₂	Расчет	Моделирование
Режим			Поргеш Ность, %
Значения

Вывод:

Контрольные вопросы:

1. Сформулируйте закон Ома для участка цепи. Чем он отличается от закона Ома для полной цепи?

2. Что представляет собой режим холостого хода и режим короткого замыкания?

3. На плате резисторы располагаются по номерам слева направо (R₁-R₈). Найдите на плате резисторы R₁ и R₂ и сделайте заключение о соответствии их допустимой мощности рассеяния и мощности, которую они рассеивают в схеме, приведенной на рис. 1, в разных режимах.

4. Дополните цепь на рис. 3 необходимыми для моделирования измерительными приборами. Рассчитайте ток в цепи и падение напряжения на участке A-B. Сравните полученные результаты с результатами моделирования. Напомним, что на графическом обозначении батареи положительный зажим источника напряжения более широкий, чем отрицательный.

Рисунок 3