Дослідження характеристик стенда удлс-1 та визначення величини опору постійних резисторів
Скачати 134.31 Kb.
|
Зміст Вітка – ділянка кола, вздовж якої протікає один і той же струм; утворюється вітка кількома послідовно з'єднаними елементами; вузДругий закон Кірхгофа Баланс потужності Напруга, В Номер стенда |
|
|
1. Лабораторна робота ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕНДА УДЛС-1 ТА Визначення величинИ ОПОРУ постійних резисторів 1.1. Мета роботи:
1.2. Обладнання і прилади:
1.3. Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1 – с.28-35, 2 – с.9-23] Результатом підготовчого етапу є:
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:
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. ^ – 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). ^ 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:
^ 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
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:
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 З  ібрати 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)
1.5.2. Визначення внутрішнього опору нерегульованого (ДН) і регульованого (ДР) джерел постійної напруги З  ібрати 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)
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)
Таблиця 6 - Результати експерименту та розрахунку (п. 1.5.3)
1.6. Обробка експериментальних даних 1.6.1. За даними експерименту (п. 1.5.1) визначити величини опорів резисторів R01R10 (вираз (1.1)) та їх провідності -  . Величини провідностей та опори резисторів R01R10, 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 розгалуженого електричного кола синусоїдного струму Удлс-1 (блок змінної напруги стенда удлс-1, який працює в режимі генерації синусоїдної напруги) | | Дослідження нерозгалуженого лінійного електричного кола синусоїдного струму Удлс-1 (блок змінної напруги стенда, що працює в режимі генерації синусоїдної напруги) |
| Лабораторна робота №3 Дослідження параметрів люмінесцентних ламп Мета роботи: Дослідження впливу величини розрядного струму люмінесцентних ламп на їх світлову віддачу, визначення частки випромінювання... | | Календарно-тематичний план Визначення базового рівня знань. Кровотеча І крововтрата. Визначення. Види кровотеч. Визначення величини крововтрати. Ме-ханизм самостійної... |
| Список І графік виконання лабораторних робіт з курсу “Основи мікроелектроніки” Дослідження статистичних характеристик біполярного транзистора І визначення коефіцієнта підсилення | | Лабораторна 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... |
| Л. 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 | | Практикум для студентів спеціальності 050201 Укладач к т. н., доц. М. М. Биков затверджено Лабораторна робота №1. Вивчення лабораторного стенда та дослідження логічних елементів |
| Доцент, Козій І. С., аспірант Визначення Гідравлічного опору в апаратах з крупнодірчастими провальними тарілками | | Доцент, Козій І. С., аспірант Визначення Гідравлічного опору в апаратах з крупнодірчастими провальними тарілками |