Работа № 1 – 2. ЛИНЕЙНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ

Получение навыков сборки простых электрических пеней, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи.

Электрическая цепь, состоящая из элементов, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями, называется линейной электрической цепью, а элементы, из которых состоит цепь, - линейными элементами.

Соединение в электрической цени, при котором через все элементы протекает один и тот же ток, называется последовательным соединением. Эквивалентное сопротивление R_Э последовательной цепи постоянного тока равно сумме сопротивлений отдельных участков: R_Э= R₁+ R₂.

Напряжение на отдельном участке в соответствии с законом Ома пропорционально сопротивлению этого участка: U₁=IR₁; U₂=IR₂.

Напряжение U на входе последовательной цепи в соответствии со вторым законом Кирхгофа равно сумме напряжений на отдельных участках: U = U₁+U₂.

При параллельном соединении двух или нескольких элементов напряжение на них одно и то же, так как выводы этих элементов подключены к одним и тем же узлам. Токи в отдельных элементах определяются по закону Ома: I₁=U/R₁; I₂=U/R₂.

В соответствии с первым законом Кирхгофа ток I в неразветвленной части цепи равен сумме токов всех параллельных ветвей: I=I₁+I₂.

Проводимость параллельного соединения равна сумме проводимостей отдельных участков: I/R_Э=I₁/R₁+I₂/R₂.

3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой. Собрать линейную электрическую цепь с последовательным соединением резисторов (рис. 1). Для измерения тока использовать вход 5 модуля ввода - вывода (гнезда Х25, Х26). Для измерения напряжений Ul, U2, U использовать входы 1, 2, 3 модуля ввода - вывода на пределе 30 В (гнезда Х9 и Х10, X11 и Х12, Х13 и Х14, соответственно).

Представить схему для проверки преподавателю.

Загрузить программу автоматического управления Delta Profi.

В левом верхнем углу и окне программы выбрать меню «Работы». Одинарный щелчок левой кнопкой мыши приводит к появлению контекстного меню, в котором надо выбрать раздел «Электрические цепи (мини)».

В появившемся списке работ выбрать «Работа 1 – 2. Простейшие линейные электрические цепи постоянного тока» и открыть вкладку «С последовательным соединением резисторов». На экране ПК отображается электрическая схема и набор виртуальных измерительных приборов, необходимых в данном эксперименте.

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» ► или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания, который выключается только в конце лабораторной работы) и модуля «Ввод - вывод».

3.2. На модуле питания включить источник постоянного напряжения (SA1). Измерить ток в цепи, величину напряжения U на входе цепи и напряжения U1 и U2 на резисторах R1 и R2. Результаты измерений занести в табл. I. Выключить источник питания (S.A.1).

3.3. Заменить резистор R2=330 Ом на резистор, заданный преподавателем, и повторить п. 3.2.

Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» ▀ или командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

3.4. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резисторов (рис. 2). Для измерения тока использовать входы 5, 6, 7 модуля ввода - вывода (гнезда Х25 и Х26, Х27 и Х28, Х29 и Х30_, соответственно). Для измерения напряжения U использовать вход 1 модуля ввода - вывода на пределе 30 В (гнезда Х9 и Х10). Представить схему для проверки преподавателю.

3.5. Загрузить программу автоматического управления Delta Profi.

В левом верхнем углу в окне программы выбрать меню «Работы». Одинарный щелчок левой кнопкой мыши приводит к появлению контекстного меню, в котором надо выбрать раздел «Электрические цепи и основы электроники».

В появившемся списке работ выбрать «Работа 1 - 2. Простейшие линейные электрические цепи постоянного тока» и открыть вкладку «С параллельным соединением резисторов» На экране ПК отображается электрическая схема и набор виртуальных измерительных приборов, необходимых в данном эксперименте.

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» ► или командой главного меню «Управление – Пуск» или горячей клавишей F5.

3.6. На модуле питания включить источник постоянного напряжения (SA1). Измерить напряжение и токи на всех участках цепи. Результаты занести в табл. Включить источник постоянного напряжения (SA1).

3.7. Заменить резистор R2=330 Ом на резистор, заданный преподавателем и повторить п. 3.6.

3.9. Сделать выводы о выполнении законов Кирхгофа и о применении закона Ома в линейной электрической цепи постоянного тока.

3.10. Объяснить, используя законы Ома и Кирхгофа, изменение режима работы цепи и отдельных потребителей при изменении величины резистора R2.

3.11. Собрать линейную цепь со смешанным соединением резисторов (рис. 3).

Для измерения тока использовать входы 5, 6, 7 модуля ввода - вывода (гнездо Х25 и Х26, Х27 и Х28, Х29 и Х30, соответственно). Для измерения напряжений на отдельных участках иен и использовать вход 1 модуля ввода - вывода на пределе 30 В (гнезда Х9 и Х10).

Представить схему для проверки преподавателю.

3.12. Загрузить программу автоматического управления Delеa Profi.

В левом верхнем углу в окне программы выбрать меню «Работы». Одинарный шелчок левой кнопкой мыши приводит к появлению контекстного меню, в котором надо выбрать раздел «Электрические цени (мини)».

В появившемся списке работ выбрать «Работа 1 - 2. Простейшие линейные электрические цепи постоянного тока» и открыть вкладку «Со сметанным соединением резисторов». На экране ПК отображается электрическая схема и набор виртуальных измерительных приборов, необходимых в данном эксперименте.

Запустить программу в работу, нажатием кнопки «Пуск» или командой главного меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

3.13 Включить питание и измерить напряжения и токи на всех участках цепи. Результаты занести в табл. 2. Выключить источник постоянного напряжения.

3.14. Заменить резистор R3=330 Ом на резистор, заданный преподавателем, и повторить п.3.13.

Остановить программу, нажатием кнопки «Стоп» ▀ или командой главного меню «Управление – Стоп» или горячей клавишей F6.

3.15. Объяснить, используя законы Ома и Кирхгофа, изменение режима работы исследуемой цепи и отдельных потребителей при изменении величины резистора R3.

3.16. Используя мультиметр в режиме измерения сопротивления, измерить значения сопротивления R1, R2, R3. Результаты измерений занести в табл. 3.

В конце лабораторной работы выключить стенд (автоматический выключатель QF модуля питания).

3.17. По результатам измерений (п.3.13.) вычислить значения сопротивлений R1, R2, R3. Результаты расчетов занести в табл. 3.

3.18. Проверить выполнение баланса мощностей.

3.19. Сделать выводы о выполнении законов Кирхгофа и о применении закона Ома в линейной электрической цепи постоянного тока.

б) схемы экспериментов и таблицы полученных экспериментальных данных;

г) объяснить, используя законы Ома и Кирхгофа, зависимость режимов работы каждого потребителя при изменении величины параметра одного из них.

1. Что такое «линейный элемент» в электрической цепи?

2. Привести примеры линейных элементов электрических цепей.

3. В каких единицах измеряются сила тока, напряжение, мощность и сопротивление?

4. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока и потребляемую им мощность?

5. Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра больших и малых электрических сопротивлений.

6. Как определить величину эквивалентного сопротивления при последовательном соединении резисторов?

7. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении резисторов?

8. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам Кирхгофа.

9. В чем заключается баланс мощностей в цепи постоянного тока?

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: