Лабораторна робота 1~4 Лабораторна робота 2~1 Лаб
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Лабораторна робота № 1–4
|
Лабораторна робота № 2–1 |
Лабораторна робота № 2–1
ПЕРЕВІРКА ЗАКОНІВ КІРХГОФА
Мета роботи: перевірити на практиці справедливість правил Кірхгофа для ланцюгів постійного струму.
Обладнання: джерело постійного струму; магазин резисторі вольтметр; калькулятор.
Теоретичні відомості
У даній лабораторній роботі досліджується розгалужене коло постійного струму, схема якого зображена на рис.1. Сили струмів у розгалуженому колі можна визначити за допомогою правил (їх також називають законами) Кірхгофа.
І правило Кірхгофа: алгебраїчна сума струмів, що посходяться у вузлі, дорівнює нулю:
, (1)
ІІ правило Кірхгофа: алгебраїчна сума напруг у замкнутому контурі дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, діючих у цьому контурі:
. (2)
Перше правило Кірхгофа є наслідком умови нерозривності постійного струму, друге наслідком закону Ома для ділянки кола що містить ЕРС.
Дані правила можна використовувати для будь-якого замкнутого контуру. Застосовуючи правила Кірхгофа для розрахунку розгалужених кіл потрібно додержуватися наступних правил.
Перед складанням рівнянь за правилами Кірхгофа необхідно довільно вибрати напрямки струмів і позначити їх на схемі стрілками для всіх ділянок складного кола.
Виділити довільно замкнуті контури в складному колі і вибрати напрямки обходу кожного контуру.
Застосувати перше правило Кірхгофа для вузлів. При цьому струми , що входять у вузол, вважати позитивними, а ті що, виходять – негативними (доречи, це правило пояснюється законом збереження енергії).
Використати друге правило Кірхгофа для замкнутих контурів. Причому струми, що збігаються по напрямку з обраним позитивним обходом контуру, вважати позитивним, а незбіжні - негативними. ЕРС вважати позитивними, якщо вони збільшують потенціал у напрямку обходу контуру(струм усередині джерела ЕРС збігається з обраним напрямком обходу) і навпаки.
На рис. 1 вказані довільно обрані напрямки струмів і обходу контурів. Відповідно до першого правила Кірхгофа для струмів у вузлі В:
-. (3)
З другого правила Кірхгофа до контурів випливає:
: , (4)
: . (5)
З рівностей (3)–(5) випливає система рівнянь в стандартному вигляді:
, (6)
, (7)
. (8)
Рішення системи (струми , , )знайдемо по формулі Крамера, тобто застосуємо метод детермінантів (визначників):
, , , (9)
де - визначник системи рівнянь (6)-(8), , - визначники, отримані заміною відповідних стовпчиків визначника стовпчиками, що складені з вільних членів рівнянь (6)-(8):
Після обчислення детермінантів одержимо кінцеві рівняння:
, , (10)
, (11)
NB! - можна не обчисляти, оскільки:
, (12)
, , (13)
, (14)
Якщо якійсь із струмів буде за значенням негативним, це означає, що його напрямок у дійсності протилежне обраному. Визначивши струми, обчислимо відповідні падіння напруг на резисторах , , :
, , (15)
Величини , , також можна безпосередньо виміряти вольтметром. Перевірка правил Кірхгофа, що проводиться в роботі, і складається в порівнянні напруг, знайдених експериментальним шляхом і обчислених по формулах (15).
Опис експериментальної установки
Схема лабораторної установки для перевірки правил Кірхгофа показна на рис. 1.
, – балансні резистори.
, , - магазини резисторів.
, - ключі, , - джерела струму.
Вольтметр на схемі не показано, але він підключається до клем на резисторах , , .
Проведення експерименту
- Замкнути ключі і вимірювальної схеми.
- Вибрати опори , , за допомогою магазинів резисторів і виміряти падіння напруг , , відповідно на цих резисторах.
NB! ЗВЕРНІТЬ УВАГУ!
- При підключенні вольтметру необхідно дотримуватися полярності: “+” вольтметра до “+” кола, відповідно “-” вольтметра – до “-” кола.
- Якщо при знятті показів з вольтметру стрілка відхилилася в оберненому напрямі від “0” відносно шкали, необхідно дроти вольтметра підключити до резистора у зворотному напрямі, нові покази записати із знаком “-”.
- Експеримент повторити три рази при різноманітному наборі резисторів.
- Розімкнути ключі і і виміряти ЕРС і джерел струму, приєднавши вольтметр до джерел ЕРС.
- Отримані дані занести в таблиці № 1 та № 2.
Таблиця № 1
|
№ |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
Таблиця № 2
|
№ |
,% |
,% |
,% |
||||||
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
ПРИМІТКА: Е – експеримент, Т – теорія.
Обробка результатів
Розрахувати за формулами (13), (14), (10), (11) відповідно значення , , , , , .
Розрахувати за формулами (9) та (12) відповідні значення струмів , , .
За формулами (15) розрахувати теоретичні значення падіння напруг на резисторах , , .
Оцінити похибки.
Результати розрахунків занести в таблиці № 1 та № 2.
За даними розрахунків зробити висновки.
Контрольні питання
Сформулюйте перше і друге правило Кірхгофа.
Сформулюйте закон Ома в інтегральній та диференціальній формах для ділянки кола і для повного кола.
Поясніть правила розрахунку розгалужених кіл постійного струму.
Література
Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.–М.:Высш.Школа,1981.–С.223.
Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальна фізика: у 3-х кн. Кн. 2. Електрика і магнетизм. – К.: Вища шк., 1995. – C. 100-103.
Бушок Г.Ф., Левандовський В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики. У 2-х кн. Кн.1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – К.: Либідь, 2001.–с.271-274.
Калашников С.Г. Электричество.–М.:Наука,1985.–С.135-141,С.492-496,С.552-554.
Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х томах. Т.2. Электричество.– М.: Наука, 1987. – с. 108-110.
Д.В.Сивухин. Общий курс физики, т.3. – М.: Наука, 1989.
Фізичний практикум, ч.1.: Посібник (В.П.Дущенко, В.М.Барановський та інші). – К.: Вища школа, 1981.
стор. 1 з 3
Рис. 1.
2. Нефть, газ и основные продукты их переработки
3. і. Задачі оперативного контролю якості та арбітражного контролю якості
4. яка група людей родина організація трудовий колектив або група студентів постійно перебуває у стані динам
5. XII РЕСПУБЛИКА БУРЯТИЯ ЗАКОН О ГОСУДАРСТВЕННОЙ МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКЕ В РЕСПУБЛИКЕ БУРЯТИЯ
6. тема окон. Студентки группы- 2ДД39 Уткиной Любови
7. ru Соглашение об использовании Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для напис
8. Задача квадратичного программирования с параметром в правых
9. Вопросы к государственному экзамену по физике
10. Тематична контрольна робота 3 зі світової літератури уч 11 класу .
11. Аркадия ~ Настя август ~ сентябрь Зеленый 2
12. Тема урока- Правописание безударных личных окончаний глаголов Цель урока- Закрепить знания об окончани
13. Функции биосферы (по Вернадскому и основные биосферные законы по Реймерсу)
14. Технология постановки согревающего компресса на ухо ребенку
15. Ответственность по административному праву1
16. первых с постоянно меняющейся политической конфигурацией появлением уже в ходе избирательной кампании нов
17. ВАРИАНТ 6 Вы работаете поваром в горячем цехе столовой по приготовлению горячих вторых блюд
18. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата філологічних наук До
19. а Предмет цитологии клетки многоклеточных животных и растений а также одноклеточных организмов к числу к
20. Ведь разные сорта подходят для разных блюд