Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів icon

Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів




Скачати 134.31 Kb.
НазваДослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів
Дата22.06.2012
Розмір134.31 Kb.
ТипДокументи


1. Лабораторна робота


ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕНДА УДЛС-1
ТА Визначення величинИ ОПОРУ постійних резисторів



1.1. Мета роботи:

  • придбання навичок роботи на стенді УДЛС-1;

  • придбання навичок роботи з вимірювальними приладами;

  • збирання простих електричних кіл і їх дослідження.

1.2. Обладнання і прилади:

  • універсальний навчально-дослідницький лабораторний стенд УДЛС-1;

  • елементи набірного поля стенда;

  • амперметр Щ4300, Щ4313;

  • мультиметр.

1.3. Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1 – с.28-35, 2 – с.9-23]

Результатом підготовчого етапу є:

  • набуття навичок визначення за експериментальними даними величини опору резисторів;

  • набуття навичок з проведення розрахунку кіл постійного струму за законами Кірхгофа, складання балансу і побудова потенціальної діаграми

1.4. Загальні відомості

Електричне коло – сукупність пристроїв, призначених для передачі, розподілу і взаємного перетворення електромагнітної та інших видів енергії та інформації, якщо процеси, що відбуваються у пристроях, можуть бути описані за допомогою понять про електрорушійну силу (ЕРС), струм і напругу.

Основними елементами електричного кола є джерела електричної енергії- пристрої, що перетворюють механічну, теплову, хімічну та інші види енергії в електромагнітну; перетворювачі електромагнітної енергії (трансформатори, перетворювачі частоти та ін.); пристрої передачі електромагнітної енергії; споживачі електромагнітної енергії, що перетворюють електромагнітну енергію в механічну, теплову, хімічну та ін.

Електричний струм (провідність) - це явище впорядкованого руху заряджених часток. Струм спрямований від точки з більшим потенціалом до точки з меншим потенціалом (від умовно говорячи „+” до „-”). Відповідно до закону Ома опір ділянки кола, що містить активний опір R, дорівнює відношенню напруги на кінцях проводу до струму в ньому:

.

(1.1)

Кола, в яких процеси отримання електричної енергії в джерелах, передача та перетворення у споживачах відбуваються при незмінних у часі струмах і напругах, називаються колами постійного струму.

Основними топологічними елементами електричних кіл є вітки, вузли і контури. ^ Вітка – ділянка кола, вздовж якої протікає один і той же струм; утворюється вітка кількома послідовно з'єднаними елементами; вузол – точка на схемі, де з'єднуються три і більше вітки. Вітки, приєднані до одних і тих самих вузлів, називаються паралельними. Контур – це будь-який замкнутий шлях, що проходить по декількох вітках.

Стан будь-якого електричного кола повністю характеризується законами Кірхгофа. В електричному колі в жодній з її точок не можуть накопичуватися електричні заряди, тому що це викликало б зміну потенціалів точок кола і напруг на її ділянках. Це положення виражає перший закон Кірхгофа, що формулюється так: алгебраїчна сума струмів, що сходяться в одному вузлі, дорівнює нулю: . Зі знаком „+” записують струми, що втікають у вузол, а зі знаком „-” що відтікають (напрямки струмів попередньо довільно обирають).

^ Другий закон Кірхгофа встановлює баланс напруг у контурах електричного кола. Формулюється так: у всякому контурі електричного кола алгебраїчна сума напруг на окремих ділянках контура дорівнює нулю, або – алгебраїчна сума падінь напруг уздовж контура дорівнює алгебраїчній сумі електрорушійних сил (ЕРС) вздовж цього контуру (знаки ЕРС або падінь напруг залежать від їх напрямків і обраних напрямків обходу контурів): , (1.2)

де l - кількість пасивних елементів контура; b - кількість джерел напруги.

Якщо електричне коло містить m віток і n вузлів, то за першим законом Кірхгофа складають n-1 рівнянь, а за другим m-n+1 рівнянь. Вирішення системи лінійних рівнянь дозволяє визначати струми у вітках і напруги на ділянках кола.

Так, для кола на рис.1.3 за законами Кірхгофа треба скласти систему з трьох рівнянь (скільки невідомих струмів), довільно обравши напрямки струмів у вітках і напрямки обходу контурів:



(1.3)

^ Баланс потужності для електричного кола і потенційна діаграма для будь-якого замкнутого контура є критеріями правильності розрахунку. Баланс показує рівність суми потужностей джерел сумі потужностей теплових втрат усіх споживачів. У загальному вигляді баланс має вигляд

,

(1.4)

де n – кількість ЕРС у схемі;

l – кількість опорів у схемі;

Uab – напруга між точкою a, куди втікає струм джерела струму j, і точкою b, звідки струм джерела струму j витікає (баланс складено для випадку, коли маємо тільки одне джерело струму, розташоване саме між вузлами а та b кола).

Правило складання балансу: якщо напрямок джерела ЕРС і напрямок струму , що протікає через нього, збігаються, то додаток беремо зі знаком "+", навпаки - зі знаком "-".

Для схеми на рис.1.3 баланс виглядає наступним чином:

.

(1.5)

Потенціальна діаграма - це графік розподілу потенціалів уздовж замкнутого контура чи його ділянки. По осі абсцис цього графіка відкладають опори окремих ділянок контура, починаючи з довільної точки, потенціал якої вважають рівним нулю (обрану точку „заземлюють”), по осі ординат відкладають потенціали точок. Перед побудовою діаграм визначають потенціали окремих точок, обирають масштаби по осях абсцис і ординат, напрямок обходу. Так, для схеми на рис.1.3 (у випадку побудови діаграми для зовнішнього контура) вирази для розрахунку потенціалів точок мають вигляд: ;; ; .

1.5. Порядок виконання роботи

1.5.1. Визначення величин опорів постійних резисторів

Зібрати електричну схему (рис.1.1). Встановити межі виміру на приладах: на амперметрі - 20 мА, на вольтметрі - 20 В. Як джерело ЕРС Е слід використовувати регульоване джерело постійної напруги (ДР) з блоку постійних напруг. Встановити струм в колі 4 чи 5 мА, який підтримувати незмінним протягом експерименту. Виміряти напругу на вході кола , а потім - падіння напруги на кожному резисторі. Результати занести до табл.3 (рядок „Напруга”). Вимкнути блок постійних напруг, перевести мультиметр у режим вимірювання активних опорів, результати вимірювання опорів R01R10 занести до табл.3 (рядок «Опори за результатами вимірювань»).

Таблиця 3 – Результати експерименту (п. 1.5.1)

Параметр

Резистор


R01

R02

R03

R04

R05

R06

R07

R08

R09

R10
^

Напруга, В
































Опори за розрахунком, Ом































Опори за результатами

вимірювань, Ом































Провідність, См































1.5.2. Визначення внутрішнього опору нерегульованого (ДН) і регульованого (ДР) джерел постійної напруги

Зібрати електричну схему (рис.1.2). Встановити межі вимірів амперметра Щ4313 - 2000 мА (або 500 мА), а для амперметра Щ4313 – 2000 мА; для мультиметра встановити межу 200 В. Як змінний резистор Rн взяти резистор R4 з блоку змінних пасивних елементів. Змінюючи величину опора R4, встановити необхідний струм у колі. Результати вимірів занести до табл.4.

Таблиця 4 - Результати експерименту (п. 1.5.2)

Параметр

Струм, мА

0

50

100

150

200

300

Напруга (ДН), В



















Напруга (ДР, Umax.), В



















1.5.3. Експериментальна перевірка законів Кірхгофа і закону Ома

Зібрати схему (рис.1.3) таким чином, щоб мати змогу провести виміри струмів у всіх її вітках і напруг, де це потрібно. Номери елементів набірного поля, що використовуються як активні опори R1- R4, взяти з табл.5 вихідних даних, E1- це джерело нерегульоване ДН, а E2 - джерело регульоване ДР, напрямок і величина якого залежить від номеру варіанта (див. табл.5).

Виміряти за допомогою амперметра Щ4300 (або Щ4313) струми І1, І2, І3 і мультиметром - напруги на окремих ділянках кола. Значення струмів І1чІ3 і напруг занести до табл.6.

Таблиця 5 – Вихідні дані (п.1.5.3)

Елемент схеми
^

Номер стенда


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

R1, №

03

04

03

05

03

04

03

05

04

03

05

03

04

03

R2, №

02

01

04

01

02

05

04

02

03

04

04

01

03

02

R3, №

05

03

05

03

04

07

06

03

02

05

06

04

05

06

R4, №

06

05

01

06

06

02

02

06

06

02

03

06

06

04

E2, В

3

5

5

10

12

10

7

10

7

5

10

4

6

6

Таблиця 6 - Результати експерименту та розрахунку (п. 1.5.3)

Визначено

Позначення на схемі рис.1.3

І1, мА

І2, мА

І3, мА

U31, В

U15, В

U52, В

U14, В

U42, В

U32, В

експериментом




























розрахунком




























1.6. Обробка експериментальних даних

1.6.1. За даними експерименту (п. 1.5.1) визначити величини опорів резисторів R01R10 (вираз (1.1)) та їх провідності - . Величини провідностей та опори резисторів R01R10, які потім використовують для розрахунку за пунктом 1.5.3 і для розрахунку лабораторної роботи № 2, занести до табл.3 (рядки „Провідність” і „Опір за розрахунком” відповідно).

1.6.2. За даними табл.4 (п.1.5.2) побудувати вольт-амперні характеристики джерел ДН та ДР, визначити їх внутрішні опори - . (1.6)

1.6.3. За вихідними даними п.1.5.3 провести розрахунок струмів за законами Кірхгофа і напруг на окремих ділянках кола за законом Ома. Занести результати розрахунків до табл.6. Провести баланс потужностей, побудувати потенційну діаграму для зовнішнього контуру схеми рис.1.3.

1.7. Висновки

За результатами роботи зробити висновки відносно виконання законів Ома і Кірхгофа, а також про причини можливих похибок.

1.8. Контрольні запитання

1. Що називають електричним колом і схемою електричного кола?

2. Які елементи кола називають активними і пасивними? Навести приклади.

3. Сформулювати закони Ома і Кірхгофа.

4. Порядок розрахунку електричного кола за законами Кірхгофа.

5. Порядок проведення балансу та побудування потенціальної діаграми.




Схожі:

Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconДослідження розгалуженого електричного кола синусоїдного струму
Удлс-1 (блок змінної напруги стенда удлс-1, який працює в режимі генерації синусоїдної напруги)
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconДослідження нерозгалуженого лінійного електричного кола синусоїдного струму
Удлс-1 (блок змінної напруги стенда, що працює в режимі генерації синусоїдної напруги)
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconЛабораторна робота №3 Дослідження параметрів люмінесцентних ламп
Мета роботи: Дослідження впливу величини розрядного струму люмінесцентних ламп на їх світлову віддачу, визначення частки випромінювання...
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconКалендарно-тематичний план
Визначення базового рівня знань. Кровотеча І крововтрата. Визначення. Види кровотеч. Визначення величини крововтрати. Ме-ханизм самостійної...
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconСписок І графік виконання лабораторних робіт з курсу “Основи мікроелектроніки”
Дослідження статистичних характеристик біполярного транзистора І визначення коефіцієнта підсилення
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconЛабораторна робота №5 Дослідження характеристик розрядних ламп високого тиску
Мета роботи: Вивчення конструкції та принципу дії розрядних ламп високого тиску (натрієвих типу днаТ, метало-галогенних мгл І ртутних...
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconЛ. Л. Ляхоцька теоретико-практичні підходи до контролю успішності підвищення кваліфікації педагогічних працівників діагностика, як відомо, це встановлення ознак та характеристик процесів з метою визначення закон
Діагностика, як відомо, це встановлення ознак та характеристик процесів з метою визначення закономірностей їх проходження
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconПрактикум для студентів спеціальності 050201 Укладач к т. н., доц. М. М. Биков затверджено
Лабораторна робота №1. Вивчення лабораторного стенда та дослідження логічних елементів
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconДоцент, Козій І. С., аспірант
Визначення Гідравлічного опору в апаратах з крупнодірчастими провальними тарілками
Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів iconДоцент, Козій І. С., аспірант
Визначення Гідравлічного опору в апаратах з крупнодірчастими провальними тарілками
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи