Дослідження лінійного електричного кола постійного струму

Meта: Познайомитись з методами розрахунку електричних кіл постійного струму та їх практичного застосування.

Робоче завдання

1. Провести дослідження можливих режимів роботи джерел постій­ного струму при різних навантаженнях.

2. Перевірити справедливість методу накладання для розрахунку електричного кола постійного струму.

3. Побудувати потенціальну діаграму для одного із замкнутих контурів електричного кола.

Програма підготовки до виконання завдання

1. Опрацювати теоретичний матеріал за літературою:

Основна: Л-4, с.24-32; Л-7, с. 28-34.

Додаткова: Л-6, с. 31-41

2. Виконати письмово такі завдання:

   1. Сформулювати закони Кірхгофа, записати їх математичний вираз та пояснити фізичну суть.

   2. На прикладі будь-якого електричного кола постійного струму пояснити принцип побудови потенціальної діаграми.

Задача 1. Методом контурних струмів виконати розрахунок електричного кола, наведеного на схемі (рис. 1). Вважати, що опори резисторів мають такі значення: . Величини опорів взяти з таблиці 1, а напругу джерел живлення взяти в десять разів більшою від величини відповідних опорів.

Рис. 1. Схема для розрахунку електричного кола методом контурних струмів	Рис. 2. Схема для розрахунку електричного кола методом накладання

Задача 2. Методом накладання виконати розрахунок електричного кола, зображеного на схемі (рис. 2). Величину опо­рів взяти з попередньої задачі, а ЕРС - .

Задача 3. Методом вузлових напруг виконати розрахунок параметрів електричного кола у попередній задачі.

Таблиця 1.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
А	60	108	164	94	140	206	54	176	16	52
Б	72	154	230	98	106	28	46	90	70	50
В	20	25	36	48	56	26	24	14	38	42

Особливості правил техніки безпеки

1. Електричні джерела постійного струму вмикаються відповідно до їх полярності.

2. Зміну величини струму реостатами виконувати плавно, не допускаючи значних коливань.

Методичні рекомендації щодо виконання завдання

1. Скласти електричне коло за схемою, зображеною на рис. 3. Виміряти величини прямих та зворотних струмів в окремих вітках, використовуючи при цьому амперметри з двохсторонньою шкалою. Напрям струму вважати прямим, якщо він співпадає з напрямком електрорушійної сили джерел Е₁ або Е₂. Очевидно, при ввімкненні ключів К₁ та К₂, стрілки амперметрів А₁ та А₂ будуть відхилиться в ту або іншу сторону, показуючи прямий або зворотній електричний струм у вітках.

Рис. 3. Електрична схема до виконання роботи.

2. Для дослідження режиму розрядки джерела Е₂ увімкнути всі три вимикачі. Змінюючи величину опорів реостатів, встановити прямий напрям струму І₂. Записати покази амперметрів. При вимкнутих вимикачах, виміряти та записати до табл. 2 величини опорів обох реостатів.

3. Для дослідження режиму холостого ходу джерела струму Е₂, увімкнути всі три вимикачі. Змінюючи величини опорів на реостатах, встановити величину струму на амперметрі А₂ рівною нулеві. Записати покази приладів до таблиці 2. Визначити величину опорів реостатів та записати їх значення до тієї ж таблиці.

Таблиця 2.

Режим роботи джерела	Параметри
	І1(A)	І2(A)	І3(A)	R1(Ом)	R2(Ом)	R3(Ом)
Розрядка джерела
Холостий хід
Зарядка джерела

4. Для досдідження режиму зарядки джерела Е₂, повторити дослі­ди пунктів 2-3 так, щоб струм І₂ мав зворотній напрям. Записати покази приладів та значення опорів реостатів до таблиці 2.

5. Перевірити практично метод накладання при розрахунках електричного кола постійного струму. Для цього встановити режим розрядки джерела Е_2. По черзі видаляти джерела Е₁ та Е₂ і виміряти амперметрами величини струмів, дані занести до таблиці 3. Виміряти величини опорів усіх реостатів у положенні розімкнених ключів. Здійснити розрахунки струмів окремих віток і порівняти їх значення з показами амперметрів.

Таблиця 3

(А)		(А)		(А)
(А)		(А)		(А)
(А)		(А)		(А)

6. Побудувати потенціальну діаграму для контура з джерелом Е₂.