Лабораторная работа № 2. Исследование делителей напряжения и тока

                  Лабораторная работа № 2.

  Цель работы. Получить навыки расчета делителей тока и напряжения, построения потенциальных диаграмм. Освоение методов измерения потенциалов, напряжений и токов в простых цепях постоянного тока.

                          Общие сведения.

 Схемы простейшего делителя напряжения изображены на рис.1.

R1

UR1

UR2

URи

I

RИ

UИ

R2

Е

UR1

R1

UR2

R2

I

Е

                                                                                          

                                                                          

                                                                                                 

   

                  а                                         б.                  

 Рис.1. Принципиальные электрические схемы делителей напряжения.

Для схемы делителя напряжения рис.1.а. выражение, составленное по второму закону Кирхгофа, имеет вид U1 + U2 = R1*I + R2*I = E, откуда I = E /(R1 +R2).Напряжение на элементах U_R1 = I*R1 = E * R1/(R1 + R2); U_R2 = E*R2 / (R1 + R2)= E/(1+R1/R2).     Из приведенных соотношений следует, что падение напряжений на элементах делителя напряжения пропорциональны ЭДС источника Е и зависят от соотношения сопротивлений резисторов R1 и R2, называемых плечами делителя. При большем количестве резисторов сумма в знаменателе соответственно увеличивается. Выражения справедливы когда внутренним сопротивлением генератора (источника) можно пренебречь R_И << R1 и R2 в противном случае рис.1.Б. необходимо вместо Е подставлять в формулы U_И или учитывать R_И как еще одно последовательное сопротивление в цепи Е.                                                                                  

I

I1

I2

R1

R2

Е

RИ

I

I1

I2

R2

R1

UИ

Е

                                                                                               

                                                     

                             .                                                                        

              

          А.                                                   Б.                                                          

Рис.2. Принципиальные электрические схемы делителей тока.

 

Для схемы делителя тока рис.2.А. выражение, составленное по первому закону Кирхгофа, имеет вид I= I1 +I2 = E/R1 + E/R2 = E*(R1+R2)/ R1*R2. Токи через элементы делителя тока равны:

I1 = E/R1 = I*R2/(R1+R2) = I/(1+R1/R2); I2 = E/R2 = I*R1/(R1+R2) = I/(1+R 2/R1).

 

                  Подготовка к лабораторной работе.

      Изучить теоретический материал раздела «Цепи постоянного тока».

Подготовить монтажные схемы для электрических схем приведенных на рис.3, рис.5, рис.6.                                                   

 Подготовить таблицы по пунктам порядка выполнения работы.

 При известных значениях E, R1, R2, R3, R4 рассчитать параметры в таблицах 2,3,4 для схем на рис.3, рис.5, рис.6.                                                   

  ВАРИАНТЫ, таблица № 1.

 №       1  2   3  4  5  6  7  8  9 10      11     12

 Е В.    5 6 7  8  9 10 12 14 15   11 13     16

 R1 кОм 1 2 3 3.9 8.2 4.3 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 9.1

 R2 кОм 2 3 1  2  4.3 3 4.7   2 5.1 4.3 8.2 5.6

 R3 кОм 4.3 5.1 3.9 3.3 5.6 5.1 8.2 4.7 9.1 3  2 3.9

 R4 кОм 5.6 7.5 6.8 1   2 9.1 3 6.8 3  9.1 3.9 2

В работе используются источник напряжения постоянного тока Б5-48 (Б5-42), амперметр М283, вольтметр В7-22А.