 |
Литература. Практическая работа № 2. Порядок выполнения. Теоретическое введение. Задание и исходные данные
|
|
|
|
Литература
Немцов, М. В., М. Л. Немцова. Электротехника и электроника: учебник для СПО по техническим специальностям /- 6-е изд., стер. – Москва: Академия, 2013.
Практическая работа № 2
Тема: Электрические цепи с одним источником. Расчет в цепи
Цель: Овладеть навыками и умениями расчета неразветвленных электрических цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований
Порядок выполнения
Теоретическое введение
Закон Ома
Немецкий физик Георг Ом(1787 -1854) экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорционально напряжению U на концах проводника:
I = U/R, А
где R - электрическое сопротивление проводника.
закон Ома для замкнутой цепи:
I = E / (r+R), А
где E - ЭДС, действующая в цепи, R – сопротивление нагрузки (потребителя) или иначе сопротивление внешней цепи, r - внутреннее сопротивление источника питания.
Если в электрической цеписогласновключены несколько ЭДС, то общая ЭДС равна арифметической сумме Е = Е1+Е2. Если в электрическую цепьвстречновключены ЭДС, то общая ЭДС равна разности Е = Е1-Е2.
Проводники (потребители электрической энергии) в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.
При последовательном соединении проводников (рис. 1) сила тока во всех проводниках одинакова:
| I1 = I2 = I. |
|
| Рис. 1 Последовательное соединение проводников |
По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны
| U1 = IR1, U2 = IR2. |
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
|
|
|
| U = U1 + U2= I(R1 + R2) = IR, |
где R – электрическое сопротивлениевсей цепи. Отсюда следует:
R = R1+R2
При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
При параллельном соединении (рис. 2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
| U1 = U2 = U. |
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
| I = I1 + I2. |
Записывая на основании закона Ома
|
где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим
При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
|
| ||
| Рис. 2 Параллельное соединение проводников | ||
Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.
Задание и исходные данные
1. По условию задания вычертить расчетную схему;
2. Провести эквивалентные преобразования для расчета общего тока цепи;
3. Указать единицы измерения и направление тока в цепи.
Варианты заданий:
Задача 1. Рассчитайте параметры схемы, если известно: U=600 В; R1=50 кОм; R2= 120 Ом; R3 = 85 Ом; R4= 75 Ом
Задача 2. Рассчитайте параметры схемы, если известно: U=125 В; R1=50 Ом; R2= 70 Ом; R3 = 25 Ом; R4= 15 Ом
Задача 3. Рассчитайте параметры схемы, если известно: U=100 В; R1=10 Ом; R2= 12 Ом; R3 = 5 Ом; R4= 10 Ом
Задача 4. К источнику питания с ЭДС Е =100В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=100 Ом, R2=30 Ом, R3=20 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Задача 5. К источнику питания с ЭДС Е =125В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=10 кОм, R2=30 Ом, R3=20 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
|
|
|
Задача 6. К источникам питания, соединенным последовательно согласно с ЭДС Е1=10 В и Е2 =50 В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=100 Ом, R2=30 Ом, R3=120 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Задача 7. К источникам питания, соединенным последовательно встречно с ЭДС Е1=10 В и Е2 =50 В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=100 Ом, R2=30 Ом, R3=120 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Задача 8. К источникам питания, соединенным последовательно встречно с ЭДС Е1=50 В и Е2 =50 В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=100 Ом, R2=30 Ом, R3=120 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Задача 9. К источнику постоянного тока с ЭДС Е=1, 5В и внутренним сопротивлением r =2, 5Ом подключен резистор сопротивлением R=10 Ом. Определить ток в цепи и падение напряжения на источнике.
Задача 10. К источнику с напряжением U=300В подключены параллельно четыре лампы накаливания с сопротивлением 100 Ом каждая. Определить общее сопротивление, общий ток цепи и напряжение на узлах параллельных ветвей.
|
|
|
