Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Параллельное соединение резисторов. Проверка первого закона

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 13Следующая ⇒

Кирхгофа.

Предварительная подготовка

Задания

1.При подготовке к работе самостоятельно изучить:

- методические указания к лабораторной работе;

- параллельное соединение пассивных элементов [5] (с. 94-99);

2.Подготовить форму отчета.

3.Подготовить ответы на контрольные вопросы.

4.Зарисовать исследуемую электрическую схему (рисунок 1.6)

5.Вычертить таблицу 1.2 для записи результатов исследования электрической цепи с параллельным соединением приемников энергии.

Работа в лаборатории

Схема исследования цепи с параллельным соединением резисторов

Рисунок 1.6

Оборудование и приборы

1.Источник питания – лабораторная сеть постоянного тока -U=30В.

2.Магазин сопротивлений – 3 шт.

(R₁=50Ом; R₂=60Ом; R₃=150Ом).

3.Вольтметр выпрямительной системы (0-30В) – шт.

4.Амперметр выпрямительной системы (0-2А) – 3 шт.

5.Провода соединительные:

- однолучевые – 6 шт;

- трехлучевые – 2 шт.

Таблица 1.2

№ п/п

Данные наблюдений

Результаты расчетов

I₁

I₂

I₃

U₁

U₂

U₃

I^/

R^/

R₁

R₂

R₃

G₁

G₂

G₃

G^/

Ом

См

Задания и методические указания к выполнению части 2 работы 5

1.Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические данные.

2.Собрать электрическую схему цепи (рисунок 1.6).

3.Определить цену деления приборов, исходя из установленных пределов измерения.

4.Установить заданные параметры на магазинах сопротивлений.

5.Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

6.Включить автомат постоянного тока. Результаты измерений записать в таблицу 1.2.

7.Переносным вольтметром измерить напряжения в параллельных ветвях цепи (на клеммах резисторов R₁, R₂, R₃), а также напряжение на зажимах цепи. Результаты измерений записать в таблицу 1.2.

8.Используя показания амперметров и вольтметра, вычислить эквивалентное сопротивление и эквивалентную проводимость всей цепи, сопротивления и проводимости параллельных ветвей по расчетным формулам, приведенным в методических указаниях. Результаты вычислений записать в таблицу 1.2.

9.Составить отчет по результатам работы.

Методические указания

1.Для цепи с параллельным соединением пассивных элементов по измеренным значениям напряжения на зажимах цепи U, току I неразветвленной части цепи и токам I₁,I₂,I₃ в параллельных ветвях определить параметры цепи: I^/,R^/,R₁,R₂,R₃,G₁,G₂,G₃,G^/,G.

Расчетные формулы

Сопротивления параллельных ветвей:

; ; .

Эквивалентное (общее) сопротивление цепи:

Проводимости параллельных ветвей:

; ;

Эквивалентная проводимость цепи:

; G=G₁+ G₂+G₃.

2.К пункту 8 заданий. Сравнить опытные и расчетные данные. Убедиться, что ток в неразветвленной части цепи I=I₁+I₂+I₃.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- наименование работы;

- схему исследования цепи;

- перечень используемого оборудования и приборов;

- таблицу с опытными данными и данными расчетов;

- расчетные формулы;

- ответы на контрольные вопросы;

- выводы.

Контрольные вопросы

1.Что физически выражает первый закон Кирхгофа?

2.Сформулируйте второй закон Кирхгофа, запишите его в математической форме?

3.Какое соединение приемников энергии (резисторов) называется параллельным?

4.Как распределяются токи и напряжения при параллельном соединении приемников энергии (резисторов)?

5.Как определяется эквивалентное (общее) сопротивление при параллельном соединении нескольких ветвей?

Литература

[5] (с. 94-99).

Лабораторная работа 2

Резонанс напряжений

Цель работы -изучить физические процессы цепи переменного тока в

режиме резонанса напряжений;

- проверить опытным путем особенности цепи в режиме

резонанса;

- рассчитать параметры отдельных элементов цепи;

- построить по опытным данным резонансные кривые и

векторную диаграмму

Пояснения к работе

Резонансом напряжений называют режим электрической цепи при последовательном соединении участков с индуктивностью и емкостью, характеризующийся равенством индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс напряжений рассмотрим на схеме идеализированной цепи (рисунок 11.1).Цепь при резонансе ведет себя так, как будто содержит только активное сопротивление. Резонанс напряжений возникает при определенной для данной цепи частоте источника энергии (частоте вынужденных колебаний), которую называют резонансной частотой ω_р. При резонансе частота источника ω_р равна собственной частоте колебаний контура ω₀, т.е.

ω_р= = ω_0.; f_р = . (2.1)

Резонансу напряжений соответствует векторная диаграмма (рисунок 2.2).

Рисунок 2.1 Рисунок 2.2

На основании векторной диаграммы и закона Ома для цепи с R, L и C сформулируем признаки резонанса напряжений:

-сопротивление цепи Z=R минимальное и чисто активное;

-ток в цепи совпадает по фазе с напряжением источника и достигает максимального значения;

-напряжения на катушке индуктивности равно напряжению на конденсаторе и, каждое в отдельности, может превышать напряжение на зажимах цепи.

Последний указанный признак физически можно объяснить тем, что в любой момент времени энергия, запасенная в контуре одна и та же, обмен энергией с источником питания отсутствует. В контуре происходит только перераспределение запасенной энергии между конденсатором и катушкой. Источник обеспечивает только преобразование электромагнитной энергии в тепловую (компенсацию потерь в активном сопротивлении контура). Необходимо отметить, что чем меньше потери на активном сопротивлении контура, тем в большей степени напряжение на реактивных элементах превышает напряжение на зажимах цепи. Поэтому в цепях сильных токов резонанс напряжений может представлять опасность для изоляции установки и обслуживающего персонала. Количественно указанное явление характеризуется добротностью контура Q.

Q = . (2.2)

Следовательно, добротность Q показывает, во сколько раз при резонансе напряжение на индуктивности и емкости больше напряжения источника питания.

Резонанс напряжений в цепи можно установить двумя путями:

-изменением параметров контура L и C (одного из них или обоих вместе) при постоянной частоте источника;

-изменением частоты источника питания при постоянных L и C.

Практически чаще добиваются режима резонанса при помощи конденсатора переменной емкости. В связи с этим большой практический интерес представляют зависимости напряжений и токов на отдельных элементах цепи от емкости. Эти зависимости называются резонансными кривыми (рисунок 2.3, а, б).

Чем больше добротность контура Q, тем острее резонансная кривая.

Все рассуждения о резонансе напряжений в идеализированной цепи можно распространить и на цепи с реальными катушкой и конденсатором. При этом активные сопротивления катушки и конденсатора можно рассматривать как часть общего активного сопротивления цепи R, тогда схема на рисунке 2.1 будет пригодна и в этом случае.

Резонанс напряжений широко используется в радиотехнике и электронике для выделения сигналов заданной частоты.

А) Рисунок 2.3 б)

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒