Лабораторное занятие №6
Тема: Исследование цепи постоянного тока при смешанном соединении резисторов
Цель работы: Измерить токи, напряжения и мощность в цепи при смешанном соединении резисторов. Проверить результаты измерений расчётом. Проверить выполнение первого и второго законов Кирхгофа и баланса мощностей.
Оборудование, средства измерения:
1) комплект типового оборудования «ТЭЦОЭ»;
2) набор миниблоков;
3) набор планшетов для моделирования электрических цепей
Вид работы: Групповой
Время выполнения:2 часа
Теоретический материал
На
рис. 6.1
показан пример цепи со смешанным (т.е.
последовательно-параллельным)
соединением резисторов. Цепь состоит
из последовательно (
)
и параллельно (
)
соединенных резисторов.
INCLUDEPICTURE
"../AppData/Local/Temp/FineReader11/media/image25.jpeg"
\* MERGEFORMAT
Рисунок 6.1 Смешанное соединение резисторов
Участки цепи с последовательным и параллельным соединением резисторов относительно друг друга соединены последовательно. Чтобы вычислить полное сопротивление цепи сначала определяют эквивалентное сопротивление параллельного участка:
Рисунок
11.2.Монтажная схема при параллельном
соединении резисторов
Для
расчета токов в этой цепи необходимо
сначала определить по закону Ома ток
в эквивалентном сопротивлении, он же
в сопротивлениях
После этого опять же по закону Ома определяются напряжение на участке с параллельным соединением и токи в параллельных ветвях:
;
;
Порядок выполнения эксперимента
1.Соберите цепь согласно монтажной схеме (рис. 6.2). В каждой из трёх ветвей этой схемы включены миниблоки для подключения амперметра. На входе цепи включён ваттметр для измерения полной мощности, потребляемой цепью.
Рисунок 6.2 Монтажная схема для смешанного соединения
2.Измерьте токи во всех ветвях, поочерёдно включая миллиамперметр в каждую ветвь цепи. Измерьте напряжения на всех элементах и мощность. При измерении мощности правильно выберите пределы измерения ваттметра (так, чтобы не светились светодиоды />и /<). Результаты измерений занесите в табл. 6.1.
3. Убедитесь, что выполняются первый и второй законы Кирхофа, а именно:
;
4.Рассчитайте токи и напряжения на всех элементах по формулам, приведённым в разделе «Общие сведения», занесите результаты в строку «Расчётные значения» и сравните их с экспериментальными данными. Проверьте также выполнение первого и второго законов Кирхгофа по расчётным значениям, в Определите мощность, потребляемую каждым резистором и сумму мощностей потребителей:
............................Вт;
........
......
...Вт;
..........................
.Вт;
= ..Вт
.. ................Вт
Таблица 6.1
Результаты вычислений и измерений
|
I1 мА |
Iз, мА |
I, мА |
U, В |
U 1.,В |
U2,В 1.,В, В |
U34 В ВD1.,В |
Р, Вт |
Измеренные величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчётные значения |
|
|
|
|
|
|
|
|
Измеренные величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчётные значения |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Вычислите мощность, отдаваемую источником, и убедитесь, что она примерно равна сумме мощностей потребителей:
.........................................Вт
6.Занесите это значение в табл. 6.1 и сравните с мощностью, измеренной ваттметром.
7.Постройте вольтамперную характеристику для смешанного соединения (ВАХ_
Контрольные вопросы.
1.Почему вольтметр включают в цепь параллельно тому участку, на котором необходимо измерить напряжение?
2.При каком соединении резисторов эквивалентное сопротивление наименьшее?