2020-08-05
107
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОСТИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Мета роботи - отримати навички збирання електричних кіл, вимірювання струмів і напруг; вивчити послідовне, паралельне і змішане з'єднання струмоприймачів, набути навичок використання законів Ома і Кірхгофа при експериментальному аналізі цих електричних кіл.
Теоретичні відомості
2.1 Пояснення до роботи
Закон Ома для ділянки кола встановлює зв'язок між струмом, напругою і параметрами елементів на ділянці. Вимірявши струм і напруга на резисторі, можна визначити за законом Ома його параметр - опір.
Основою аналізу електричних кіл є рівняння, складені за законами Кірхгофа.
Для прискорення збирання схеми і зменшення ймовірності помилки рекомендується скласти монтажні схеми, що показують розташування елементів на монтажному поле, із зазначенням гнізд підключення вимірювальних приладів і джерел живлення. Збірка кола за монтажною схемою полягає в установці зазначених елементів у гнізда набірного поля. При цьому в кожній гілці повинна бути хоча б одна перемичка для забезпечення можливості підключення амперметра.
|
|
|
Для вимірювання струму в гілці необхідно вийняти відповідну перемичку з гнізда набірного поля і підключити і ним штекера сполучних проводів від вимірювального приладу. Для вимірювання напруги між вузлами кола вимірювальний прилад підключають до вільних гнізд, мають потенціал заданих вузлів.
Один з універсальних приладів Ш4300 використовується для виміру напруг, інший - для вимірювання струмів.
У роботі використовуються регульоване джерело постійного струму і елементи кола № 01,02.03,04,05.06,07.08.
Індексація резисторів а надалі повинна проводитися а відповідно з номером елемента кола: R1, R2, R3.
Варіант задає викладач (див. таблицю варіантів).
2.2. Виконання роботи
1. Вивчити по лекціях і по підручнику [2] c.II-28 закон Ома, закон
Кірхгофа.
При явці на лабораторне заняття кожен студент повинен мати протокол та отримати у викладача номер варіанта (див. табл.2.1) і заповнити табл. 2.2, монтажні схеми досліджуваних кіл.
2. Зібрати схему для визначення опору резистора R 1 методом амперметра і вольтметра (мал. 2) за допомогою з'єднувальних провідників і перемичок за монтажною схемою (рис.2.2).
Межа виміру вольтметра встановити: для напруг 8... 18 В -20 В, для напруг 20 В - 200 В, амперметра - 200 мА.
Включити харчування блоку постійних напруг і ручкою "Напруга" встановити задане напруга. Показання приладів занести в табл. 2.3. Замінити резистор R1 резистором R2. Показання приладів знову занести в табл. 2.3. Замінити резистор R2. резистором R3, після чого показання приладів знову зафіксувати в табл. 1.3.Також записати в табл. 2.3 їхнього опору R H по номіналах, зазначеним на корпусах резисторів.
|
|
|
3. Зібрати схему послідовного з'єднання резисторів R1 і R2 (рис. 2.3). Виміряти струм I цього кола, загальну напругу, напруга V 1 і V 2 на резисторах відповідно R1 і R2. Показання приладів занести в табл. 2.4.
4. Зібрати схему паралельно з'єднаних резисторів R1 і R2 (рис. 2.5). Виміряти загальну напругу U, загальний струм I, струми I 1 і І 2, протікаючи через резистори відповідно R 1 і R 2. Показання приладів занести в табл. 2.5.
5. Скласти монтажну схему змішаного з'єднання резисторів. Зібрати схему змішаного з'єднання, причому резистор R1 з'єднаний послідовно з паралельно з'єднаними резисторами R2 і R3 (мал. 2.7). Виміряти загальну напругу U, загальний струм I 1, що протікає через резистор R1, напруга U1 на резисторі R1, напруга Uпар на паралельно з'єднаних резистора R2 і R3, струми I 2 і I 3, протікають через резистори відповідно R2 і R3. Показання приладів занести в табл. 1.6.
6. За даними табл. 2.3 знайти опір R розр резисторів R1, R2 і R3.
7. За даними табл.2.4 знайти опір кола R 3, а також знайти цей опір R е.рас, знаючи з табл. 2.1 значення опорів R рас резисторів R1 і R2. Перевірити другий закон Кірхгофа для цього кола.
8. За даними табл.2.5 знайти опір кола Rе, а також R е.рас, знаючи з табл. 2 значення опорів Rрас резисторів R1 і R.2. Перевірити перший закон Кірхгофа для цього кола.
9.По даними табл. 2.6 знайти опір кола Rе, і опір паралельної ділянки Rпар, а також знайти опору R е.рас і R пар. рас, знаючи з табл. 2 значення опорів R расрезисторів R1, R2 і R3. Перевірити перший і другий закони Кірхгофа для цього кола.
1.3. Контрольні питання
I. Яке з'єднання резисторів називається:
а) послідовним;
б) паралельним;
в) змішаним?
2. Запишіть закон Ома для ділянки кола.
З. Запишіть закон Ома для замкнутого кола.
4. Як розподіляються напруги при послідовному з'єднанні резисторів?
5. Як розподіляється напруги при паралельному з'єднанні резисторів?
6. Сформулюйте перший закон Кірхгофа.
7. Сформулюйте другий закон Кірхгофа.
8. Чому одно повний опір кола:
а) при послідовному з'єднанні резисторів,
б) при паралельному з'єднанні резисторів.
9. Чому одно повний опір кола при змішаному
з'єднання резисторів?
10. Як практично виміряти ЕРС джерела?
11. Що називається:
а) гілкою,
б) вузлом,
в) контуром електричного кола?
12. У чому відмінність ідеального джерела ЕРС від реального?
Таблиця 2
Номери варіантів і відповідні номери елементів набірного поля
| Варіанти | Напруга UІСТ В | R1 | R2 | R3 |
| I | 2. | 3 | 4 | 5 |
| 1 | 7 ± 0.5 | 01 | 02 | 03 |
| 2 | 9 ± 0.5 | 0.2 | 0 5 | 0 4 |
| 3 | 13 ± 0.5 | 03 | 06 | 05 |
| 4 | 15 ± 0.5 | 04 | 06 | 03 |
| 5 | 17 ± 0.5 | 05 | 04 | 03 |
| 6 | 19 ± 0.5 | 06 | 07 | 04 |
| 7 | 22 ± 0,5 | 07 | 06 | 05 |
| 8 | 8 ± 0,5 | 01 | 03 | 04 |
| 9 | 10 ± 0,5 | 02 | 03 | 04 |
| 10 | 11 ± 0,5 | 03 | 04 | 05 |
| 11 | 13 ± 0.5 | 04 | 05 | 01 |
| 12 | 15 ± 0.5 | 05 | 06 | 03 |
| 13 | 17 ± 0.5 | 06 | 07 | 05 |
| 14 | 23 ± 0,5 | 08 | 07 | 06 |
Протокол лабораторної роботи № 2
Дослідження простих кіл постійного струму
Таблиця 2.2
Номери та параметри елементів згідно заданому варіанту
| Номер варіанту | Напруга U іст, В | R1 | R2 | R3 |
Рис. 2 Схема визначення опору резистора методом амперметра і вольтметра
Рис - 2.2. Монтажна схема визначення опору резистора методом амперметра і вольтметра
Таблиця 2.3
| U 1 | I 1 | R 1 | R 1H | U 2 | I 2 | R 2 | R 2H | U 3 | I 3 | R 3 | R 3H |
| В | А | Ом | Ом | В | А | Ом | Ом | В | А | Ом | Ом |
Рис. - 2.3 схема послідовного з'єднання резисторів
Рис. - 2.4 Монтажна схема послідовного з'єднання резисторів
Таблиця 2.4
| U | U 1 | U 2 | I | R е. | R е.рас |
| В | В | В | А | Ом | Ом |
Рис. - 2.5 схема паралельного з'єднання резисторів
Рис. 2.6 - Монтажна схема з'єднання паралельного з'єднання резисторів.
Таблиця 2.5.
| U | I | I 1 | I 2 | R е. | R е.рас |
| В | А | А | А | Ом | Ом |
|
|
|
Рис. 2.7.Схема змішаного з'єднання резистор
Рис.2.8. Монтажна схема з'єднання резисторів (креслить студент
Таблиця 2.6
| U | U 1 | U пар | I 1 | I 2 | I 3 | R е. | R е.. рас | R пар | Rпар.рас |
| В | В | В | А | А | А | Ом | Ом | Ом | Ом |
