Меню

Лабораторная работа разветвленная цепь постоянного тока ответы



Лабораторная работа 3 разветвленная линейная электрическая цепь постоянного тока

Цель работы: получение навыков сборки электрических цепей, измерений токов и напряжений на отдельных участках электрической цепи; убедиться в соблюдении законов Кирхгофа в разветвленной линейной электрической цепи; научиться применять законы Кирхгофа в графическом виде.

Оборудование: лабораторный стенд, соединительные провода, резистор 2 Вт 68 Ом, резистор 2 Вт 150 Ом, резистор 2 Вт 330 Ом, потенциометр ППБ-3А-150 Ом.

Порядок выполнения работы

Ознакомиться с лабораторной установкой (источник питания, функциональный генератор, измеритель мощности, мультиметр, цифровые амперметры РА1РА4, наборное поле и минимодули резисторов).

Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рис. 1). В качестве амперметров использовать цифровые приборы в режиме измерения постоянного тока. В качестве вольтметра использовать стрелочный вольтметр PV1. представить схему для проверки преподавателю.

Включить электропитание. Плавно изменяя величину входного напряжения с помощью потенциометра RP1, измерить значения напряжения и токов на всех участках цепи при трех значениях входного напряжения (по указанию преподавателя). Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить электропитание.

По результатам измерений вычислить значения сопротивлений всех участков исследуемой цепи и величину эквивалентного сопротивления всей цепи. Результаты расчетов занести в табл. 2.

По результатам измерений построить в одной координатной системе вольтамперные характеристики резисторов R1, R2, R3. Пользуясь ими, построить вольтамперную характеристику всей цепи Uвх = f (I1) и по ней определить эквивалентное сопротивление цепи Rэкв. Здесь же построить экспериментальную вольтамперную характеристику цепи Uвх = f (I1), сравнить ее с расчетной вольтамперной характеристикой всей цепи и сделать вывод о возможности графического применения законов Кирхгофа.

Сделать вывод о возможности применения законов Кирхгофа в графическом виде в электрической цепи постоянного тока.

Содержание отчета:

Наименование работы и цель работы.

Схемы экспериментов и таблицы полученных экспериментальных данных.

Выводы по работе.

Контрольные вопросы:

Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока и потребляемую им мощность?

Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра больших и малых электрических сопротивлений.

Как определить величину эквивалентного сопротивления для исследуемой цепи?

Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам Кирхгофа.

Как по вольтамперной характеристике определить величину сопротивления цепи?

Источник

Исследование сложной цепи постоянного тока (Лабораторная работа № 3)

Страницы работы

Содержание работы

Лабораторная работа № 3

Исследование сложной цепи постоянного тока

Цель работы:

— освоить методы расчета токов в ветвях разветвленной схемы постоянного тока (законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод наложения);

— освоить методику расчета узловых потенциалов и построения потенциальной диаграммы;

— приобрести навыки по измерению постоянных напряжений и токов в электрической цепи;

Продолжительность работы – 4 часа.

1 Сведения из теории. Методы общего анализа линейных электрических цепей с несколькими источниками

1.1 Метод расчета электрических цепей с применением правил Кирхгофа

Рассмотрим сложную электрическую цепь (рис. 1). Порядок расчета следующий:

— произвольно указываем направление токов во всех ветвях. Если принятое направление тока не совпадает с действительным, то при расчете такие токи получаются со знаком минус;

— составляют (N – 1) уравнение по первому правилу Кирхгофа, где N – число узлов;

— недостающие уравнения в количестве М – (N – 1), где М – число ветвей, составляем по второму правилу Кирхгофа, при этом обход контура можно производить как по часовой стрелке, так и против нее. При этом все э.д.с., направления которых совпадает с направлением обхода контура, записываются со знаком плюс, а все э.д.с., направление которых противоположно – со знаком минус. Направление действия э.д.с. внутри источника всегда принимают от минуса к плюсу;

Читайте также:  Физика постоянный ток в металлах вариант 1

— число составленных уравнений по первому и второму правилам Кирхгофа должно быть равно числу неизвестных токов;

— полученную систему уравнений решают относительно неизвестных токов.

Составим расчетное уравнение для электрической цепи, изображенной на рис. 1 выбрав произвольно направления токов в ветвях цепи, составляем уравнения по первому правилу Кирхгофа для узлов с и в:

Выбрав направления обхода контура, составляем уравнения по второму правилу Кирхгофа для трех произвольно выбранных контуров:

для контура a e k b c d:

для контура a f p b c m n:

для контура e k b f:

Решаем совместно записанные уравнения, определяем токи в ветвях электрической цепи.

1.2 Метод расчета электрических цепей с применением контурных токов

Метод заключается в том, что вместо действительных токов в ветвях на основании второго правила Кирхгофа определяются так называемые контурные токи. Контурным называется такой расчетный ток, который замыкается только по своему контуру, оставаясь вдоль него неизменным. Согласно этому методу, действительный ток в любой ветви, принадлежащий только одному контуру, численно равен контурному току, а в ветви принадлежащей нескольким контурам, равен алгебраической сумме контурных токов, приходящих через эту ветвь.

Число уравнений, составленных по второму правилу Кирхгофа, в этом случае равно числу независимых контуров. Контур считается независимым, если в каждом из них имеется хотя бы одна ветвь, не принадлежащая другим контурам. Число независимых контуров определяется так M — (N — 1), где М – число ветвей, N – число узлов. Составляя уравнения по второму закону Кирхгофа для контурных токов, принято сумму сопротивлений, входящих в контур, называть собственным сопротивлением, а сопротивления принадлежащие одновременно двум или нескольким контурам – общим сопротивлением. Направление обхода контура выбирают произвольно. Обычно принимают совпадающим с направлением контурного тока. Значение э.д.с. берется со знаком плюс, если направление обхода контура совпадают с положительным направлением э.д.с. и со знаком минус, если не совпадает.

Рассмотрим схему, изображаемую на рисунке 2. Составим для нее уравнение по методу контурных токов:

для контура a k b c d l:

для контура a p b c m n:

для контура а k b р:

Уравнение можно записать сразу и в таком виде:

Решая совместно уравнения, определяем контурные токи. В том случае, когда контурный ток получается со знаком минус, это означает, что его направление противоположно помеченному на схеме. Зная контурные токи, определяем действительные токи. В данной задаче они определяются следующим образом.

1.3 Метод расчета электрических цепей с применением метода наложения

Этот метод применим только в линейных электрических цепях, в которых сопротивления элементов цепи не изменяются при прохождении через них тока или приложенного к ним напряжения. Расчет основывается на том, что в ветвях цепи определяют токи от действия каждого источника в отдельности (частичные токи), а затем действительные токи определяются как алгебраическая сумма частичных токов. Рассмотрим схему рисунка 1. Исключим в ней источник Е22 = 0). Тогда схема имеет вид рисунка 3.

Ток в разветвленной части цепи определим как

Исключим Е11 = 0). Тогда схема имеет вид указанный на рисунке 4. Ток в неразветвленной части цепи определим как:

Действительные токи, согласно выбранных направлений рисунке 1 определим как алгебраическую сумму частичных токов.

1.4 Потенциальная диаграмма

Для анализа работы электрических цепей и улучшения режимов их работы, особенно в схемах электроники, важно знать распределение потенциала в цепи. Графическое изображение распределения потенциала в электрической цепи называется потенциальной диаграммой.

Источник

Исследование разветвленной цепи постоянного тока.

Исследование разветвленной цепи постоянного тока

Методические указания к лабораторной работе

Учебная дисциплина: «Электротехника»

Специальность: 12.02.05 Оптические и оптико – электронные приборы и системы

Читайте также:  Что называется мгновенным значением тока напряжения эдс

1.1В ходе выполнения работы студенты осваивают:

ОК2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

1.1.2 Дисциплина направлена на начальное освоение профессиональных компетенций:

ПК2.1 создавать программы на языке ассемблера для микропроцессорных систем (псевдокоды)

ПК2.3 Осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров и подключение периферийных устройств:

1.2.1 Осваивают умения:

— собирать разветвленную электрическую цепь;

— измерять электрические параметры: напряжения, токи;

— рассчитывать электрические параметры: напряжения, токи;

Данные умения направлены на освоение умений Федерального Государственного Образовательного Стандарта:

— применять основные определения и законы теории электрических цепей;

— учитывать на практике свойства цепей;

-различать непрерывные и дискретные сигналы и их параметры.

1.2.2 Усваивают знания:

— методов измерения и расчета основных характеристик, параметров и элементов разветвленной электрической цепи постоянного тока;

Данные знания направлены на освоение знаний Федерального Государственного Образовательного Стандарта:

— основные характеристики, параметры и элементы электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;

— методов расчета электрических цепей.

Оборудование, дидактическое обеспечение

2.1 Стенд лабораторный портативный (зона 6).

2.2 E – источник ЭДС.

2.3 mA – миллиамперметр.

2.4 V – вольтметр.

2.5 Методические рекомендации по выполнению работы

2.6 Формуляр отчета по лабораторной работе (Приложение А)

Форма организации- групповая, индивидуальная

4.1 При выполнении работы следует соблюдать правила по технике безопасности при работе с электрическими схемами.

4.2 Подключение амперметра и вольтметра осуществляется проводниками со штекерами.

4.3 Работа у лабораторного стенда осуществляется малыми группами, обработка результатов выполняется индивидуально.

4.4 Решить задачи по вариантам

4.5 Сдать отчет на проверку преподавателю

4.6 Время выполнения – 90 мин.

5.1 Ознакомиться с оборудованием лабораторной работы.

5.2 Собрать схему, предъявить для проверки.

5.3 Включить стенд (зона 6).

5.4 Подключить вольтметр к гнездам U, подключить миллиамперметр к гнездам I.

5.5 Подключить к гнездам I2 и I3 перемычки.

5.6 Измерить ток I и напряжение U.

5.7 Подключить вольтметр к гнездам U1, U2, U3.

5.8 Измерить напряжение на резисторах R1, R2, R3.

5.9 Измерить значения токов I1, I2, I3 (замыкая перемычкой свободные клеммы для измерения тока).

5.10 Внести в таблицу 1 измеренные электрические параметры.

5.11 Рассчитать I1, I2, I3, U1, U2, U3, приняв R1=390 Ом, R2=750 Ом, R3=390 Ом, U – равно измеренному значению.

5.12 Внести в таблицу А1 расчетные электрические параметры.

5.13 Сравнить результаты расчетов с результатами измерений.

5.14 Сделать анализ по возможным причинам отклонения результатов расчета от результатов измерений.

5.15 Сделать выводы по работе

6.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо знать графическое условное обозначение элементов электрической схемы и уметь читать схему. Схема в приложении А1.

6.2 Подключать вольтметр и амперметр для измерений напряжений и токов на участках цепи следует с помощью проводников с вилками.

6.3 Расчет сопротивлений потребителей выполняют для каждого опыта, используя следующие формулы:

Rэ1 = U/I R1 =U1/I1 R2 = U2/I2 R3 = U3/I3

6.4 Для дифференцированного зачета используется решение задач.

7 Форма отчета – формуляр отчета в приложении А

8.1 Назовите соединение потребителей, часто применяемое на практике.

8.2 Перечислите преимущества параллельного соединения потребителей.

8.3 Перечислите недостатки последовательного соединения потребителей.

8.4 Поясните алгоритм решения для определения параметров смешанного соединения потребителей

Задания для дифференцированного зачета.

Задача 1 Определить эквивалентное сопротивление для схем соединения резисторов в общем виде. Расчет параметров электрической цепи следует выполнить используя свойства последовательного и параллельного соединения потребителей

Читайте также:  Номинальные токи автоматов ва47 29

Определить Э.Д.С. источника и сопротивление резистора R напряжения и токи на участках цепи

Рисунок 1 – Электрическая схема разветвленной цепи

Таблица 1 – Параметры электрической цепи

Вариант I, U, P, R
U = 50 В; U = 20 В
U = 50 В; R = 5 Ом
U = 20 В;
R = 6 Ом; I = 5 A
; U =50 В
U = 50 В;

10.1 «Отлично» — при условии выполнения всех заданий лабораторной работы, включая расчет схем по вариантам и ответов на контрольные вопросы.

10.2 «Хорошо» — при условии выполнения всех заданий лабораторной работы с наличием незначительных ошибок при выполнении алгоритма расчета участков электрической цепи по вариантам и ответов на контрольные вопросы.

10.3 «Удовлетворительно» — при условии выполнения всех заданий лабораторной работы с наличием грубых ошибок при выполнении алгоритма расчета участков электрической цепи по вариантам и ответов на контрольные вопросы.

10.3 «Неудовлетворительно» — грубые ошибки при выполнении всех заданий лабораторной работ включая расчет схем по вариантам и ответов на контрольные вопросы.

Отчет по лабораторной работе 1

Исследование разветвленной цепи постоянного тока.

Студент _____________________________________ гр. ______________

— приобретение навыков сборки и исследования электрической цепи по схеме;

— формирование умений использовать экспериментальные данные для расчета параметров электрической цепи соединения потребителей с применением законов Ома и закономерностей типов соединения потребителей

2.1 Соберите электрическую цепь по схеме:

РисунокА 1 – Электрическая схема соединения потребителей

2.2 Измерьте и рассчитайте параметры электрической цепи;

2.3 Занесите измеренные и расчетные данные в таблицу1

Таблица А1 – Измеренные и расчетные данные

Электрические параметры Измеренные значения Расчетные значения
U (В) I(мА) R (Ом)
U1 (В)
U2 (В)
U3 (В)
I1 (мА)
I2 (мА)
I3 (мА)

Rэ1 = U/I R1 =U1/I1 R2 = U2/I2 R3 = U3/I3

Выводы по работе

4.1 Вариант в соответствии с номером бригады___________. Исходные данные (пункт 9 – задания для диффиренцированногозачета )

4.2 Решение задачи

Подпись студента Подпись преподавателя

Статьи к прочтению:

Исследование разветвленной цепи постоянного тока методом эквивалентного генератора

Похожие статьи:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное Учреждение высшего профессионального образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ…

Приборы и оборудование Компьютер, с необходимым программным обеспечением (имитатор генератора импульсных сигналов) Программа для моделирования…

Источник

Лабораторно-практическое занятие № 3 Тема: «Разветвлённая цепь постоянного тока»

Нажмите, чтобы узнать подробности

Приведены методические указания к лабораторно-практическим занятиям, охватывающим основные разделы теории электротехники. Методические указания к каждой лабораторной работе содержат задание, порядок выполнения работы, требования к содержанию отчёта и контрольные вопросы. Учебное пособие предназначено для обучающихся по профессиям, связанным с применением электроэнергии.

Просмотр содержимого документа
«Лабораторно-практическое занятие № 3 Тема: «Разветвлённая цепь постоянного тока»»

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО КАЗЁННОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ № 44

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

Лабораторно-практическое занятие № 3

«Разветвлённая цепь постоянного тока»

Профессия: «Станочник деревообрабатывающих станков»

Составитель: Григорьев Игорь Александрович – преподаватель специальных дисциплин

Лабораторная работа № 3.

«Разветвлённая цепь постоянного тока».

Цель: Получение навыков сборки электрических цепей, измерений токов и напряжений на отдельных участках, научится применять закон Ома в графическом виде.

Оборудование: лабораторный стенд, резисторы 22, 47 и 82 Ом, потенциометр 150 Ом.

1) Собрать цепь со смешанным соединением резисторов. В качестве А1 использовать мультиметр в режиме измерения постоянного тока, в качестве V использовать мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения.

+

2) Плавно изменяя величину входного

напряжения с помощью потенциометра,

измерить значения напряжения и токов на

всех участках цепи при трёх значениях

Результаты измерений занести в таблицу 1:

Источник