Пассивные элементы цепи, их основные характеристики и параметры.

Тема: Измерение электрического сопротивления методом амперметра-вольтметра.

Цель работы:

· Изучить косвенный метод измерения сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра;

· Определение омического сопротивления реального резистора с помощью омметра.

Исходные данные:

· Напряжение источника (В)

· Нагрузка

· Схема №1 Схема №2

Ход работы:

o Собрать схему №1 по предложенному чертежу;

o Установить режим исследования;

o Провести эксперимент;

o По полученным данным рассчитать сопротивления нагрузки (R=U/I);

o Сравнить результат вычислений с действительным значением нагрузки;

o Полученные данные занести в таблицу отчета (таб. №1)

U источника в Вольтах	Показания приборов	Расчетное значение нагрузки	Действительное значение нагрузки
Амперметра	Вольтметра

 

o Собрать схему №2 по предложенному чертежу;

o Установить режим исследования;

o Провести эксперимент;

o По полученным данным рассчитать сопротивления нагрузки (P=U*I; R=U/I);

o Сравнить результат вычислений с действительным значением нагрузки;

o Полученные данные занести в таблицу отчета (таб. №2)

U источника в Вольтах	Показания приборов	Расчетное значение нагрузки	Действительное значение нагрузки
Амперметра	Вольтметра
				R=P/I2

 

№ варианта	U источника в Вольтах*	R1 в Омах	X Lamp
			12В/10Вт
			12В/50Вт
			28В/7.5Вт
			30В/10Вт
			4В/0.5Вт
			5В/1Вт
			120В/100Вт

*частота источника по умолчанию или 50Гц

Определение омического сопротивления с помощью омметра

· Запустить приложение NI ELVIS ;

· На появившейся панели инструментов

запустить Digital Multimetr;

· Запустить приложение Digital Multimetr;

· установить в разъёмы ELVIS разъёмы проводов красного и чёрного цветов в соответствии с правилами подсоединения проводов ;

· Включить ELVIS в рабочий режим посредстовом включения выключателей на тыльной и лицевой панели ELVIS;

·

· С помощью щупов к которым подсоединить измеряемый резистор произвести измерения предварительно установив прибор в режим измерения сопротивления и нажав клавишу .

· Данные эксперимента записать в таблице №3

№	Результат исследования	Результат исследования

· Сделать вывод;

· Ответить на контрольный вопрос.

Является ли резистор линейным или нелинейным элементом и почему?

 

Содержание отчета

№ и Тему лабораторной работы.

Цель работы.

Исходные данные варианта.

Краткое выполнение работы (расчеты и определения)

Схемы экспериментов.

Результаты вычислений.

Результаты измерений.

Выводы.

Ответ на контрольный вопрос.

(Является ли резистор линейным или нелинейным элементом и почему?)

Теория:

Метод амперметра-вольтметра

Для косвенного измерения сопротивлений широко используют метод амперметра-вольтметра, в основу которого положен закон Ома для цепей постоянного тока.

 

Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, как правило, достаточно сложны. Однако во многих случаях, их основные характеристики можно описать с помощью таких интегральных понятий, как: напряжение, ток, электродвижущая сила (ЭДС). При таком подходе совокупность электротехнических устройств, состоящую из соответствующим образом соединенных источников и приемников электрической энергии, предназначенных для генерации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии и (или) информации, рассматривают как электрическую цепь. Электрическая цепь состоит из отдельных частей (объектов), выполняющих определенные функции и называемых элементами цепи. Основными элементами цепи являются источники и приемники электрической энергии (сигналов). Электротехнические устройства, производящие электрическую энергию, называются генераторами или источниками электрической энергии, а устройства, потребляющие ее – приемниками (потребителями) электрической энергии.

У каждого элемента цепи можно выделить определенное число зажимов (полюсов), с помощью которых он соединяется с другими элементами. Различают двух –и многополюсные элементы. Двухполюсники имеют два зажима. К ним относятся источники энергии (за исключением управляемых и многофазных), резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы. Многополюсные элементы – это, например, триоды, трансформаторы, усилители и т.д.

Все элементы электрической цепи условно можно разделить на активные и пассивные. Активным называется элемент, содержащий в своей структуре источник электрической энергии. К пассивным относятся элементы, в которых рассеивается (резисторы) или накапливается (катушка индуктивности и конденсаторы) энергия. К основным характеристикам элементов цепи относятся их вольт-амперные, вебер-амперные и кулон-вольтные характеристики, описываемые дифференциальными или (и) алгебраическими уравнениями. Если элементы описываются линейными дифференциальными или алгебраическими уравнениями, то они называются линейными, в противном случае они относятся к классу нелинейных. Строго говоря, все элементы являются нелинейными. Возможность рассмотрения их как линейных, что существенно упрощает математическое описание и анализ процессов, определяется границами изменения характеризующих их переменных и их частот. Коэффициенты, связывающие переменные, их производные и интегралы в этих уравнениях, называются параметрами элемента.

Если параметры элемента не являются функциями пространственных координат, определяющих его геометрические размеры, то он называется элементом с сосредоточенными параметрами. Если элемент описывается уравнениями, в которые входят пространственные переменные, то он относится к классу элементов с распределенными параметрами. Классическим примером последних является линия передачи электроэнергии (длинная линия).

Цепи, содержащие только линейные элементы, называются линейными. Наличие в схеме хотя бы одного нелинейного элемента относит ее к классу нелинейных.

 

Пассивные элементы цепи, их основные характеристики и параметры.

1. Резистивный элемент (резистор)

Условное графическое изображение резистора приведено на рис. 1,а. Резистор – это пассивный элемент, характеризующийся резистивным сопротивлением. Последнее определяется геометрическими размерами тела и свойствами материала: удельным сопротивлением r (Ом´ м) или обратной величиной – удельной проводимостью (См/м).

В простейшем случае проводника длиной и сечением S его сопротивление определяется выражением

.

В общем случае определение сопротивления связано с расчетом поля в проводящей среде, разделяющей два электрода.

Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость (или ), называемая вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Если зависимость представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (см.рис. 1,б), то резистор называется линейным и описывается соотношением

или

,

где - проводимость. При этом R=const.

 

Нелинейный резистивный элемент, ВАХ которого нелинейна (рис. 1,б), как будет показано в блоке лекций, посвященных нелинейным цепям, характеризуется несколькими параметрами. В частности безынерционному резистору ставятся в соответствие статическое и дифференциальное сопротивления.

 

http://www.toehelp.ru/theory/toe/lecture01/lecture01.html

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: