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
Лабораторная работа № 3
ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГРАММА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
Краткое содержание работы
В процессе выполнения работы измеряют:
-силу тока, напряжения на элементах в неразветвленной цепи и проверяют закон Ома;
- силу тока, напряжения на элементах в сложной цепи и проверяют законы Киргофа;
-проверяют принципы суперпозиции для линейной цепи.
Аналитически рассчитывают силу токов в обеих цепях и сравнивают с опытными данными. Строят потенциальные диаграммы для одного и того же контура при разных силах токов в его элементах. Аналитически определяют потенциалы в цепи и сравнивают с опытными данными.
Подготовка к работе
10. Пояснить, как повлияет на вид потенциальной диаграммы выбор другой точки с нулевым потенциалом.
Рабочее задание
Примечания:
А) Так как непосредственно измерить потенциал какой-нибудь точки принципиально невозможно, то всегда измеряют разность потенциалов между исследуемой точкой и той точкой, потенциал которой условно принят равным нулю.
Б) При всех измерениях следует учитывать не только значение, но и знак разности потенциалов.
3. По известным из опыта п.2 напряжениям, ЭДС и сопротивлениям вычислить силу токов на участке цепи, не содержащем ЭДС, на участке цепи с ЭДС и в неразветвленной цепи в целом и проверить справедливость закона Ома во всех этих случаях.
Таблица 3.1.
|
Варианты цепей |
||||||
|
Исходный |
Е1=0 |
Е2=0 |
||||
|
опыт |
рассч |
опыт |
рассч |
опыт |
рассч |
|
|
Uaб |
||||||
|
Uбв |
||||||
|
Uвг |
||||||
|
Uгд |
||||||
|
Uдж |
||||||
|
Uжа |
||||||
|
Ua |
||||||
|
Uб |
||||||
|
Uв |
||||||
|
Uг |
||||||
|
Uд |
||||||
|
Uж |
||||||
|
I1 |
||||||
|
I2 |
||||||
|
I3 |
||||||
|
IR01 |
||||||
|
IR02 |
||||||
|
IR7 |
||||||
|
IR6 |
табл. 3.2 (напряжения В, сопротивления Ом )
|
№ вар |
Е1 |
Е2 |
R01 |
R02 |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
R6 |
R7 |
ЗАЗ узел |
|
9 |
40 |
15 |
2 |
5 |
18 |
9 |
15 |
20 |
15 |
4 |
7 |
г |
Методические указания
Законы Киргофа являются основными законами электрической цепи.
Первый закон Киргофа, применительно к узлам электрической цепи, основан на принципе непрерывности электрического тока: Алгебраическая сумма токов, сходящихся и расходящихся в узле электрической цепи, равна нулю.
Второй закон Киргофа применяется к контурам электрической цепи: Алгебраическая сумма падений напряжений во всех ветвях любого замкнутого контура электрической цепи равна алгебраической сумме ЭДС источников энергии, действующих в этом контуре.
При записи уравнений согласно законам Киргофа необходимо соблюдать правило знаков для токов и падений напряжений на элементах цепи. Для первого закона достаточно считать токи одного какого-либо направления, по отношению к узлу, одинакового знака. Например, все токи, идущие от узла считать положительными, а к узлу – отрицательными.
При использовании второго закона Киргофа обычно поступают так:
А) Произвольно выбирают некоторое направление обхода замкнутого контура и это направление считают положительным;
Б) Если при обходе внутри контура, мы проходим источник ЕДС от отрицательного полюса к положительному, то перед значением ЭДС этого источника в уравнении следует ставить знак «+», в противном случае « - »;
В) Перед значением падения напряжения на участке контура следует ставить знак «+», если условно выбранное направление тока в элементе цепи совпадает с выбранным направлением обхода контура, в противном случае (направления противоположны) ставиться « - ».
Принцип суперпозиции (наложения) позволяет разделять анализ линейной цепи, в которой действует два и более источников энергии , на более простые варианты анализа цепи в которой действует только один источник.
Принцип суперпозиции заключается в том, что ток в любой ветви линейной цепи с несколькими источниками электрической энергии, равен алгебраической сумме токов, которые обусловлены в этой ветви каждым из источников отдельно.
В соответствии с принципом суперпозиции ток в любой ветви электрической линейной цепи может быть представлен:
Iк=Gк1E1 + Gк2E2 + …+ GкnEк + …+ GкмEм = Iк1 + Iк2 +…+ Iкn +…+Iкм
Где: Е1, Е2 …Ем – источники напряжений в ветвях цепи; Gкм =1/Rkm – взаимная проводимость «к» и «м» ветви; Gкn =1/Rkk – входная проводимость «к»– ветви; Iкм – ток в ветви «к», обусловленный источником Eм в ветви «м».
Диаграмму строят следующим образом:
При построении диаграмм удобно внутренние сопротивления источников ЭДС представить последовательно включенными с источником. Изменение потенциала вдоль сопротивления, обтекаемого током, на диаграмме изображается прямой линией, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс пропорционален силе тока.
При определении потенциала необходимо учитывать следующее.
а R4 б R5 в
E1 E2
I3
R6 R7
R01 R3 R02
I1 I2
ж R1 д R2 г
Рис 3. 1.