Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Кафедра электротехники
Последовательное, параллельное и смешанное соединения элементов на постоянном и переменном токах
Выполнили: студенты гр.РТ-10 _____________ Валишин Д.Р..
(подпись)
Манишев Г.
Оценка:____________
Дата:__________
Проверил:
Преподаватель доцент _____________ Нефедова Н.В..
(должность) (подпись)
Санкт-Петербург
2013
Цель работы – изучение способов включения элементов электрических цепей, экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа а также измерение основных электрических величин на постоянном и переменном токе.
Мгновенные значения напряжения и тока характеризуют режим работы устройства и называются параметрами режима или характеристиками режима.
Величины R(Ом), L(Гн), C(Ф) зависят от свойств самого устройства, его конструкции и являются параметрами этого устройства.
Те или иные соединения этих элементов называются электрической цепью, а графическое изображение цепи - электрической схемой.
Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает, как осуществляется соединение элементов рассматриваемой цепи. В электрической схеме соединения элементов образуют ветви, узлы, контуры.
Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами, по которым протекает один и тот же ток.
Узел есть место соединения 3-х или большего числа ветвей.
Контур есть любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям в электрической схеме.
Ветви, присоединенные к одной паре узлов, называются параллельными.
ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1. Закон Ома , , .
2. Первый закон Кирхгофа - закон баланса токов.
Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна 0.
= 0 Электрический заряд в узле не накапливается.
3. Второй закон Кирхгофа.
Алгебраическая сумма э.д.с. источников питания в любом контуре равна алгебраической сумме падений напряжения на элементах этого контура.
4. Закон Джоуля-Ленца.
Энергия, выделяемая на сопротивлении R при протекании по нему тока I , пропорциональна произведению квадрата силы тока и величины сопротивления.
(джоулей) или (Втс)
1 Вт.час = 3600 дж
1 кВт.час = 3600103 дж
Режим постоянного тока.
Простыми цепями постоянного тока называются цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении приемников.
Если ток постоянный, то отсутствует явление самоиндукции и напряжение на катушке индуктивности будет определяться только величиной падения напряжения на активном сопротивлении.
Если рассматривать конденсатор как идеальную емкость, то в цепи постоянного тока эта ветвь равносильна разомкнутой.
Постоянный ток через емкость не проходит.
Таким образом, в цепи постоянного тока остаются только источники э.д.с. или тока - активные элементы и приемники, резисторы - пассивные элементы.
Последовательное соединение приемников.
E = IR1 + IR2 + + IRn = I( R1 + R2 + + Rn) = I Rэкв
Rэкв = Ri - при последовательном соединении сопротивления складываются
Параллельное соединение приемников.
При параллельном соединение приемников напряжение на всех приемниках одинаково.
По закону Ома токи в каждой ветви
, , ... ,
По первому закону Кирхгофа общий ток
При параллельном соединении складываются проводимости.
Смешанное соединение - комбинация первых двух
Измерением называется процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств. Электроизмерительные приборы широко используются при наблюдении за работой электроустановок, контроле за их состоянием и режимами работы, при учете расхода и качества электрической энергии, при ремонте и наладке электротехнического оборудования.
Наибольшее распространение получили аналоговые приборы непосредственной оценки, которые классифицируются по следующим признакам: род тока (постоянный или переменный), род измеряемой величины (ток, напряжение, мощность, сдвиг фаз), принцип действия (магнитоэлектрические, электромагнитные и ферродинамические), класс точности и условия эксплуатации.
Измерение напряжения осуществляется вольтметром, подключаемым непосредственно на зажимы исследуемого участка электрической цепи.
Измерение тока осуществляется амперметром, включаемым последовательно с элементами исследуемой цепи.
Измерение мощности и сдвига фаз в цепях переменного тока производится с помощью ваттметра и фазометра. Эти приборы имеют две обмотки: неподвижную токовую, которая включается последовательно, и подвижную обмотку напряжения, включаемую параллельно.
На данных лабораторных стендах напряжение, сопротивление и ток можно измерить либо мультиметром, расположенном на стенде, либо с помощью преобразователя и компьютера.
На данных лабораторных стендах мощность, сдвиг фаз, сопротивление участка электрической цепи вычисляется компьютером по показаниям двух приборов - амперметра и вольтметра, подключенных к этому участку.
Цена деления прибора представляет собой значение измеряемой величины, вызывающее отклонение стрелки прибора на одно деление и определяется зависимостями:
; .
; ;
; ;
Рис.1.
Абсолютная погрешность = Прасч - Пизмер ( П - параметр )
Относительная погрешность = (Прасч - Пизмер)*100 / Прасч
Таблица 1
|
I A |
U1 B |
U2 B |
Uобщ B |
Р1 Bт |
Р2 Bт |
Робщ Bт |
|
|
Расчет |
0,013 |
8,84 |
6,13 |
15 |
0,1149 |
0,079 |
0,1939 |
|
Эксперимент |
0,015 |
10 |
6,1 |
15,1 |
0,151 |
0,092 |
0,228 |
|
Абсолютная погрешность |
0,002 |
1,16 |
0,03 |
0,1 |
0,036 |
0,013 |
0,0341 |
|
Относительная погрешность |
15,38 |
13,12 |
0,48 |
0,6 |
31,33 |
16,45 |
17,58 |
Рис.2.
Таблица 2
|
I мA |
I2 мA |
I3 мA |
Uо B |
Р2 Bт |
Р3 Bт |
Робщ мBт |
|
|
Расчет |
38,7 |
31,9 |
6,8 |
15 |
0,478 |
0,1017 |
579,7 |
|
Эксперимент |
39,2 |
34,2 |
7,1 |
15,0 |
0,514 |
0,106 |
638,7 |
|
Абсолютная погрешность |
0,5 |
2,3 |
0,3 |
0 |
0,036 |
0,004 |
59 |
|
Относительная погрешность |
1,29 |
7,21 |
4,41 |
0 |
7,53 |
39,33 |
10 |
;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
Таблица 3
|
Е В |
U1 B |
U2 B |
I1 А |
I2 A |
I3 A |
P1 мВт |
P2 мВт |
P3 мВт |
R23 Ом |
Rобщ Ом |
|
|
Расчет |
15 |
9,55 |
5,42 |
0,014 |
0,011 |
0,002 |
130,3 |
62 |
12 |
387,2 |
1067 |
|
Эксперимент |
15.1 |
10,6 |
5,4 |
0.016 |
0.012 |
0.002 |
170 |
66 |
14 |
335 |
1042 |
|
Абсолютная погрешность |
0,1 |
1,05 |
0,02 |
0,002 |
0,005 |
0 |
39,7 |
4 |
2 |
52,26 |
25 |
|
Относительная погрешность |
0,6 |
11 |
0,036 |
14,28 |
4,34 |
0 |
30,46 |
6,45 |
16,6 |
13,49 |
2,34 |
Вывод: изучили способы включения элементов электрических цепей, экспериментальной проверкой законов Ома и Кирхгофа, а также измерили основные электрические величины на постоянном и переменном токе.
PAGE 1
R1
R2
Rn
E
I
E
EMBED Word.Picture.8
I
I1
I2
In
R1
R2
R3
R1
RЭ1
RЭ2
U
U
U
A1
R1
Е
+
-
R2
V1
V2
Е=15 В
+
-
А1
V0
А2
А3
R2
R3
R1
Е=15
+
-
А1
V0
А2
А3
V1
R2
R3