Конспекты по ТОЭ | Лабораторные работы | уборка коттеджа Основы ТОЭ | Электрические цепи | Функции | Производные | Матрицы | Алгебра | Первообразная | Интегралы | Геометрия | Комплексные числа | Задачи Баланс мощностей | Постоянного тока | На главную

Лабораторные работы Электротехника, физика

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование режимов работы электрических цепей постоянного тока при наличии в схемах источников электродвижущей силы (ЭДС). Сопоставление результатов расчета с экспериментом.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Источник ЭДС представляет собой активный элемент с двумя зажимами. Упорядоченное перемещение в нем положительных зарядов от меньшего потенциала к большему возможно за счет присущих ему сторонних сил. Стационарные состояния атома Квантовая механика

ЭДС источника – это величина работы, совершаемой при перемещении единичного заряда от отрицательного зажима источника к положительному. Ethernet Локальные сети Анализатор протоколов

Под потенциальной диаграммой понимают график распределения потенциала вдоль какого-либо участка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс откладывают сопротивление вдоль контура, начиная с произвольной точки, по оси ординат – потенциалы.

Подготовка к работе

1. Для схемы рис.1 рассчитаем значения тока и напряжения источников энергии, построим потенциальные диаграммы, принимая за нуль потенциал отрицательного зажима источника E3 (R2=35 Ом; R5=30 Ом; Е1=6,6 В; Е3=12,9 В; rв1=1,73 Ом; rв3=2,67 Ом)

U1 = E1-Irв1 = 6,6 – 0,281·1,73 ≈ 6,11(B)

U3 = E3-Irв3 = 12,9 – 0,281·2,67 ≈ 12,15(B)

φa = 0

φb = φa + E3 = 12,9 (B)

φc = φb – Irв3 = 12,9 – 0,281·2,67 = 12,14973 ≈ 12,15 (B) гостиные италия, Возводить дома бань, производство и строительство дачных домов, cколько стоит дом из бруса москва.

φd = φc – IR2 = 12,15 – 0,281·35 = 2,315 ≈ 2,32 (B)

φe = φd + E1 = 2,32 + 6,6 = 8,92 (B)

φf = φe – Irв1 = 8,92 – 0,281·1,73 = 8,43387 ≈ 8,43 (B)

φa = φf – IR5 = 8,43 – 8,43 = 0

Потенциальная диаграмма для схемы рис.1 изображена на рис.2.

Теперь для схемы рис.3 рассчитаем ток и напряжения источников энергии, построим потенциальную диаграмму, принимая за нуль потенциал отрицательного зажима источника Е3 (R2=35 Ом; R5=30 Ом; Е1=6,6 В; Е3=12,9 В; rв1=1,73 Ом; rв3=2,67 Ом).

U1 = E1-Irв1 = 6,6 – 0,091·1,73 ≈ 6,44(B)

U3 = E3-Irв3 = 12,9 – 0,091·2,67 ≈ 12,66(B)

φa = 0

φb = φa + E3 = 12,9 (B)

φc = φb – Irв3 = 12,9 – 0,091·2,67 = 12,65703 ≈ 12,66 (B)

φd = φc – IR2 = 12,66 – 0,091·35 = 9,475 ≈ 9,48 (B)

φe = φd – Irв1 = 9,48 – 0,15743 = 9,32257 ≈ 9,32 (B)

φf = φe – E1 = 9,32 – 6,6 = 8,43387 ≈ 2,72 (B)

φa = φf – IR5 = 2,72 – 2,73 ≈ 0

Потенциальная диаграмма для схемы рис.3 изображена на рис.4.

2. Для схемы рис.5 рассчитаем ток и построим потенциальную диаграмму, принимая за нуль потенциал отрицательного зажима источника E3 (R1=30 Ом; R2=35 Ом; R4=37,5 Ом; R5=30 Ом; rв1=1,73 Ом; rв2=1,79 Ом; rв3=2,67 Ом; E1=6,6 B; E2=12,7 B; E3=12,9 B).

φA = 0

φB = φA + E3 = 12,9 (B)

φС = φB – Irв3 = 12,9 – 0,137·2,67 = 12,53421 ≈ 12,53 (B)

φD = φC – IR5 = 12,53 – 0,137·30 = 8,42 (B)

φE = φD – IR2 = 8,42 – 0,137·35= 3,625 ≈ 3,63 (B)

φF = φE – Irв1 = 3,63 – 0,137·1,73 = 3,39299 ≈ 3,39 (B)

φG = φF – E1 = 3,39 – 6,6 = – 3,21 (B)

φH = φG – IR4 = – 3,21 – 0,137·37,5 = – 8,3475 ≈ – 8,35 (B)

φK = φH – Irв2 = – 8,35 – 0,137·1,79 = – 8,59523 ≈ – 8,6 (B)

φL = φK + E2 = – 8,6 + 12,7 = 4,1 (B)

φA = φL – IR1 = 4,1 – 0,137·30 ≈ 0 (B)

Потенциальная диаграмма для схемы рис.5 изображена на рис.6.

Порядок выполнения работы

Последовательная цепь постоянного тока с двумя источниками ЭДС

Соберем цепь согласно рис.1.

При разомкнутом рубильнике измерим величины ЭДС. Результаты запишем в табл.1.

Включим рубильник и произведем измерения. Результаты измерений запишем в табл.1.

Соберем схему согласно рис.3. Результаты измерений занесем в табл.1.

По данным табл.1 найдем падения напряжений внутри источников, сопротивления R2 и R5, внутренние сопротивления источников rв1 и rв3.

По данным табл.1 построим потенциальные диаграммы для обеих схем, принимая за нуль отрицательный зажим источника E3.

Табл.1

Для рис.1:

U1 = E1 – Irв1;

Irв1 = E1 – U1 = 5,5 – 5 = 0,5 (B);

U3 = E3 – Irв3;

Irв3 = E3 – U3 = 10,5 – 10 = 0,5 (B);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом)

Для рис.3:

U1 = E1 – Irв1;

Irв1 = E1 – U1 = 5,5 – 5,35 = 0,15 (B);

U3 = E3 – Irв3;

Irв3 = E3 – U3 = 10,5 – 10,3 = 0,2 (B);

 (Ом)\

 (Ом)

 (Ом)

 (Ом)

Для рис.1:

φa = 0

φb = φa + E3 = 10,5 (B)

φc = φb – Irв3 = 10,5 – 0,2·2,5 = 10 (B)

φd = φc – IR2 = 10 – 0,2·47,5 = 0,5 (B)

φe = φd + E1 = 0,5 + 5,5 = 6 (B)

φf = φe – Irв1 = 6 – 0,2·2,5 =5,5 (B)

φa = φf – IR5 = 5,5 – 6 = – 0,5 (B)

Для рис.3:

φa = 0

φb = φa + E3 = 10,5 (B)

φc = φb – Irв3 = 10,5 – 0,05·4 = 10,3 (B)

φd = φc – IR2 = 10,3 – 0,05·50 = 7,8 (B)

φe = φd – Irв1 = 7,8 – 0,05·3= 7,65 (B)

φf = φe – E1 = 7,65 – 5,5 = 2,15 (B)

φa = φf – IR5 = 2,15 – 0,05·30 = 0,65 (B)

Измерение потенциалов в неразветвленной электрической цепи

Соберем электрическую схему согласно рис.5.

Измерим вольтметром величины ЭДС E1, E2 и E3 и полученные данные запишем в табл.2.

Включим цепь и замерим вольтметром напряжения на источниках, вычислим внутренние сопротивления источников. Результаты запишем в табл.2.

Вольтметром со свободными концами поочередно измерим потенциалы в точках A, B, C, D, E, F, G. Полученные данные запишем в табл.3.

По данным табл.3. построим потенциальную диаграмму.

Табл.2

 (Ом)

 (Ом)

 (Ом)

Табл.3

 (Ом)

 (Ом)

 (Ом)

 (Ом)

φA = 0; R = 0

φB = 9,9 (B); R = 0

φС = 8,2 (B); R = R5+rв3 = 34+3,6 = 37,6 (Ом)

φD = 5,9 (B); R = R5+rв3+R2+rв1 = 37,6+46+3 = 86,6 (Ом)

φE = – 0,5 (B); R = R5+rв3+R2+rв1 = 86,6 (Ом)

φF = – 3,1 (B); R = R5+rв3+R2+rв1+R4+rв2 = 86,6+52+2 = 140,6 (Ом)

φG = 3,6 (B); R = R5+rв3+R2+rв1+R4+rв2 = 140,6 (Ом)

φA = 0; R = R5+rв3+R2+rв1+R4+rв2+R1 = 140,6+72 = 212,6 (Ом)