Порядок выполнения работы. 1.Ознакомиться с приборами, необходимыми для выполнения работы и записать технические данные источников ЭДС

1. Ознакомиться с приборами, необходимыми для выполнения работы и записать технические данные источников ЭДС, реостатов и измерительных приборов.

2. Для исследования 1-го закона Кирхгофа собрать электрическую цепь по схеме рис. 15. После чего необходимо:

а) установить максимальное значение сопротивлений реостатов (реостаты подобрать по указанию руководителя занятий) и измерить токи в параллельных ветвях и общий ток в цепи. Результаты измерений записать в табл. 1.

б) для второго опыта передвинуть ползунки реостатов произвольно, наблюдая, чтобы стрелки измерительных приборов не зашкаливали. Данные измерений также занести в таблицу №1;

в) по закону Ома вычислить сопротивление каждого реостата и эквивалентное сопротивление схемы для обоих опытов;

г) проверить правильность вычислений по пункту в), определив с помощью вычисленных сопротивлений реостатов по соотношению (16), эквивалентное сопротивление схемы эксперимента (рис. 15) , также для обоих опытов и сравнить эту величину с . Результаты расчета занести в таблицу №1;

д) вычислить относительную погрешность каждого опыта, тем самым, определив точность проверки правомерности первого закона Кирхгофа, по формуле

.

3. Для исследования 2-го закона Кирхгофа собрать электрическую цепь по схеме рис. 16:

а) перед сборкой схемы определить величину ЭДС каждого источника, подключив к нему вольтметр. Результаты измерений занести в таблицу 2;

б) ползунки реостатов, установленные в положении после второго опыта по схеме рис. 15, не передвигать. Сохранить порядок нумерации реостатов, установленный в схеме рис. 15, для схемы рис. 16;

в) замерить токи и напряжения на участках цепи в трёх опытах:

– опыт первый: ключ – разомкнут, ключ – замкнут;

– опыт второй: ключ – замкнут, ключ – разомкнут;

– опыт третий: оба ключа и замкнуты.

Результаты измерений занести в табл. 2 (рис. 18);

г) вычисленные значения сопротивлений реостатов (второй опыт по таблице 1 записать в табл. 2;

д) рассматривая первую ветвь схемы (рис. 16), как участок цепи с источником ЭДС, на основании обобщённого закона Ома, данных первого опыта и известной величине , определить внутреннее сопротивление первого источника ЭДС по формуле

,

где , – показания, соответственно, вольтметра и амперметра в первом опыте. Результаты занести в табл. 2;

е) аналогично пункту д), на основании данных второго опыта и известной величины , определить внутреннее сопротивление второго источника ЭДС по формуле

,

где , – показания, соответственно, вольтметра и амперметра во втором опыте. Результаты занести в таблицу 2;

4. Для каждого опыта составить уравнения по 2-му закону Кирхгофа и, подставив измеренные, вычисленные и известные значения величин, проверить их правомерность. Например,

a) для первого опыта, используя заданные (произвольно) направления токов в ветвях и обхода контура I (направление обхода контура aefba задано сплошной круглой линией со стрелкой) можно составить уравнение

.

Обозначив левую часть уравнения, как , вычислить ее значение, используя данные первого опыта, значения сопротивлений реостатов () и внутреннего сопротивления . После чего определить погрешность проверки правомерности 2 закона Кирхгофа в первом опыте

.

Данные расчетов занести в соответствующие ячейки таблицы №2;

b) для второго опыта, используя заданные (произвольно) направления токов в ветвях и направление обхода контура II (направление обхода контура edcfe задано сплошной круглой линией со стрелкой) можно составить уравнение

.

Обозначив левую часть уравнения, как , вычислить ее значение, используя данные второго опыта, значения сопротивлений реостатов () и внутреннего сопротивления . После чего определить погрешность проверки правомерности 2 закона Кирхгофа во втором опыте

.

Данные расчетов занести в соответствующие ячейки таблицы №2;

c) для третьего опыта, используя заданные (произвольно) направления токов в ветвях и направление обхода контура III (направление обхода контура abcda задано штриховой круглой линией со стрелкой) можно составить уравнение

.

Обозначив левую часть уравнения, как , вычислить ее значение, используя данные третьего опыта, значения сопротивлений реостатов () и внутренних сопротивлений . После чего определить погрешность проверки правомерности 2 закона Кирхгофа во втором опыте

.

Примечание. Направление обхода контура в каждом опыте может быть задано преподавателем

5. Используя вычисленные во второй части работы величины и известные величины , определить в эквивалентной схеме замещения цепи третьего опыта токи в ветвях по методу контурных токов или по методу двух узлов (по указанию преподавателя).

6. Составить для цепи третьего опыта на основании схемы замещения уравнение баланса мощностей и проверить его правомерность.

8. Построить потенциальную диаграмму при обходе по контуру для одного из опытов (по указанию преподавателя).

ЛИТЕРАТУРА

1. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Издательский центр «Академия», 2005 (подразделы 1.6; 1.7; 1.8; 1.9; 1.10; 1.13; 1.14).

2. Электротехника: Учебник для неэлектрических специальностей ВУЗов / Под ред. В. Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1985 (подразделы 1.4; 1.6; 1.8; 1.10; 1.12).

3. Борисов Ю. М., Липатов Д. Н., Зорин Ю. Н. Электротехника: Учебник для ВУЗов. М.: Энергоатомиздат, 1985 (подразделы 1.7; 1.10; 1.12; 1.13; 1.14).

4. Общая электротехника: Учебное пособие для ВУЗов / Под ред. А. Т. Блажина. Л.: Энергоатомиздат, 1986 (подраздел 1.5).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определение параллельному и последовательному соединению элементов. Для заданной преподавателем схемы определить эквивалентное сопротивление.

2. Для заданной преподавателем схемы составить систему уравнений по законам Кирхгофа для расчёта токов. Обосновать физическую сущность законов Кирхгофа и объяснить особенности составления данной системы уравнений.

3. Объяснить результаты, приведенные в экспериментальных таблицах.

4. Для заданной преподавателем схемы составить систему уравнений по методу контурных токов (узловых потенциалов). Объяснить особенности составления системы уравнений и определения токов в ветвях цепи.

5. Для заданной преподавателем схемы составить выражения для определения токов в ветвях по методу двух узлов.

6. Формулы эквивалентного преобразования схем «звезда» в «треугольник» и «треугольник» в «звезда».

7. Баланс мощностей. Особенности составления уравнения баланса мощностей на конкретном примере.

8. Обобщенный закон Ома (привести формулу и объяснить сущность).

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Рис. 5.

Рис. 6.

Рис. 7.

Рис. 8.

Рис. 9.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

Рис. 13.

Рис. 14.

Рис. 15.

Рис. 16.

Таблица 1

Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 456; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!