Завдання експериментального характеру

1. Опис експериментальної установки

Експериментальна установка містить ідеальний генератор постійного струму G, три резистори, які включені змішано: два резистори R₂ і R₃ – паралельно, а послідовно з ними – резистор R₁. Для вимірювання сил електричних струмів у розгалуженнях електричного кола встановлені амперметри рА1, рА2 і рА3. Для вимірювання напруг на ділянках кола встановлені вольтметри рV1, рV2 і на затисках генератора рV. Для комутації кола передбачений вимикач SА.

Принципова електрична схема експериментальної установки наведена на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 - Принципова електрична схема експериментальної установки.

Для складання схеми необхідно мати 15 провідників (на схемі позначені номерами 1–15).

2. Розрахункова схема експериментальної установки

При складанні розрахункової схеми прийняті наступні допущення:

1. внутрішній опір генератора дорівнює нулю;

2. опори з’єднувальних проводів, обмоток амперметрів і контактів вимикачів дорівнюють нулю;

3. опори обмоток вольтметрів дорівнюють нескінченності.

Тоді розрахункова схема електричного кола експериментальної установки має вигляд, наведений на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Розрахункова схема електричного кола експериментальної установки.

На розрахунковій схемі введені наступні умовні позначення:

U – напруга на затисках кола, В;

R₁ – опір першого резистора, Ом;

R₂ – опір другого резистора, Ом;

R₃ – опір третього резистора, Ом;

U₁ – напруга на затисках першого резистора, В;

U₂ – напруга на затисках другого і третього резисторів, В;

I₁ – сила струму в першому резисторі, А;

I₂ – сила струму в другому резисторі, А;

I₃ – сила струму в третьому резисторі, А.

3. Уміння, які здобуваються студентами в результаті виконання експериментального дослідження

3.1 Уміти скласти принципову електричну схему кола та зібрати її.

3.2 Уміти скласти розрахункову схему електричного кола та пояснити її.

3.3 Уміти визначити значення е.р.с. генератора за допомогою експериментальних даних.

3.4 Уміти визначити опори резисторів за допомогою експериментальних даних.

3.5 Уміти визначити потужність, що розвивається генератором, за допомогою експериментальних даних.

3.6 Уміти визначити потужність, спожиту кожним резистором, за допомогою експериментальних даних.

3.7 Уміти скласти баланс потужностей за допомогою експериментальних даних.

3.8 Уміти підтвердити перший закон Кірхгофа за допомогою експериментальних даних.

3.9 Уміти підтвердити другий закон Кірхгофа за допомогою експериментальних даних.

4. Завдання з виконання експериментального дослідження

4.1 Зібрати схему експериментальної установки.

4.2 Подати напругу на затиски експериментальної установки.

4.3 Зняти показання приладів, результати занести в таблицю 2.9.

Таблиця 2.9

№ п/п	Умови проведення експерименту	Показання приладів
		I1, А	I2, А	I3, А	U,В	U1, В	U2,B
1	Вимикач SА замкнений

4.4 Прийняти, що значення е.р.с. дорівнює напрузі на затисках генератора, тому що генератор ідеальний.

4.5 Визначити за допомогою експериментальних даних еквівалентний опір всього кола, використовуючи рівняння:

де R_Е – еквівалентний опір всього кола, Ом.

4.6 Визначити за допомогою експериментальних даних опір першого резистора, використовуючи рівняння закону Ома для ділянки кола:

4.7 Визначити за допомогою експериментальних даних опір другого резистора, використовуючи рівняння закону Ома для ділянки кола:

4.8 Визначити за допомогою експериментальних даних опір третього резистора, використовуючи рівняння закону Ома для ділянки кола:

4.9 Визначити потужність, що розвивається генератором при навантаженні, використовуючи рівняння:

4.10 Визначити потужність, спожиту першим резистором, використовуючи рівняння:

4.11 Визначити потужність, спожиту другим резистором, використовуючи рівняння:

4.12 Визначити потужність, спожиту третім резистором, використовуючи рівняння:

4.13 Скласти баланс потужностей, використовуючи розрахункові дані:

4.14 Занести отримані значення в таблицю 2.10.

Таблиця 2.10

№ п/п	Фізичні величини, що характеризують коло
	Е, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	Р, Вт	Р1, Вт	Р2, Вт	Р3, Вт
1

4.15 Підтвердити за допомогою експериментальних даних перший закон Кірхгофа:

.

4.16 Підтвердити за допомогою експериментальних даних другий закон Кірхгофа:

.