|
Способы соединения резисторов ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3 Последовательное соединениерезисторов – соединение, при котором конец одного резистора соединен с началом другого и по всем резисторам проходит один и тот Рис. 1.6
Общее сопротивление цепи из нескольких последовательно соединенных резисторов равно сумме сопротивлений этих резисторов: R экв = R 1 + R 2. Сумма падений напряжений на отдельных участках цепи резисторов равна величине приложенного напряжения: U = U 1 + U 2 = R 1 I + R 2 I. Параллельное соединение резисторов - соединение, при котором несколько ветвей электрической цепи присоединяются к одной паре узлов (рис. 1.7), т.е. находятся под действием одного и того же напряжения.
Рис. 1.7
Общее сопротивление цепи из двух параллельно соединенных резисторов равно: . Согласно первому закону Кирхгофа общий ток цепи равен сумме токов в параллельных ветвях: I = I 1 + I 2. А согласно закону Ома можно записать: . В практике измерения сопротивлений на участке цепи постоянного тока широко Измерив с помощью вольтметра напряжение U и с помощью амперметра ток I, получим значение сопротивления: R = U / I. Схемы возможных вариантов включения измерительных приборов приведены Рис. 1.8
Рис. 1.9
Схема рис. 1.8 применяется для измерения малых сопротивлений. Здесь показание амперметра, хотя и несколько больше фактического тока на участке R, так как складывается согласно первому закону Кирхгофа из токов IV и IR (IА = IV + IR).Однако это искажение ничтожно мало, так как сопротивление вольтметра можно считать бесконечно большим по сравнению с малым сопротивлением R, аток IV практически равным нулю. Следовательно, IА ≈ IR. Схема рис 1.9 применяется для измерения больших сопротивлений. Здесь к большому сопротивлению R добавляется ничтожно малое сопротивление амперметра, что, безусловно, снижает показание амперметра, но это снижение ничтожно мало.
Используемые элементы и приборы Таблица 1.1
Порядок выполнения работы Задание 1 По схеме рис. 1.10 рассчитать напряжения U 1, U 2 и токи I 1, I 2, I 3 при трех значениях сопротивления R 3. Результаты занести в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Задание 2 1. Изучить краткую инструкцию работы с программной средой Multisim 9 для сбора электрической цепи, состоящей из последовательно и параллельно соединенных резисторов, измерительных приборов, подключенных к источнику постоянного напряжения (см. рис. 1.10).
Рис. 1.10
Задание 3 Запустить программу Multisim 9 – щелкните мышью на пиктограмме, которая находится на рабочем столе. Схема собирается из элементов, содержащихся в библиотеке элементов и приборов. Для переноса их на рабочее поле, необходимо установить курсор на выбранном элементе и щелкнуть левой кнопкой мыши, затем на рабочем поле. 1. Открыть библиотеку источников энергии Source и «перетащить» на рабочее поле источник ЭДС постоянного напряжения V1 и «землю» (рис. 1.11).
Рис. 1.11
2. Из библиотеки базовых компонентов Basic «перетащить» три резистора
Рис. 1.12
3. Из библиотеки измерительных приборов Measurement «перетащить» три амперметра: один– горизонтальный,два – вертикальные (рис. 1.13).
Рис. 1.13
4. Из библиотеки измерительных приборов Measurement «перетащить» два
Рис. 1.14 Задание 4 После двойного щелчка мышью на изображении элемента в открывающихся диалоговых окнах 1. Задать ЭДС источника напряжения V1: U = 50 В (рис. 1.15).
Рис. 1.15
2. Установить значения резисторов: R 1 = 50 Ом, R 2 = 100 Ом, R 3 = 150 Ом (рис. 1.16).
Рис. 1.16
3. Обозначить (щелкая на кнопках Label и Value) амперметры и вольтметры
Рис. 1.17
Задание 5 1. Повернуть резисторы R2 и R3 – выделить элемент и нажать на кнопку поворота, которая находится на поле управляющих кнопок или через меню Edit (рис. 1.18). Рис. 1.18 2. Соединить между собой все элементы и приборы, находящиеся на рабочем
Рис. 1.19
Задание 6 Запустить программу (щелкнуть мышью на кнопке запуска программы Измерение 1 Для установленных параметров элементов цепи занести показания амперметров и
Таблица 1.3
Измерение 2 Уменьшить сопротивление резистора R 3 до нуля (рис. 1.20), включить кнопку запуска программы, записать показания всех приборов в табл. 1.3. После снятия показаний выключить кнопку запуска программы.
Рис. 1.20
Измерение 3 ÷ 5 · Установить сопротивление резистора R 3 = 75 Ом (рис. 1.21).
Рис. 1.21
· Включить кнопку запуска программы. · З записать показания всех приборов в табл. 1.3 при трех значениях напряжения на входе цепи 50, 40 и 30 В. · После снятия показаний выключить кнопку запуска программы.
Задание 7 В новом окне собрать электрическую цепь, изображенную на рис. 1.22.
Рис. 1.22
1. Из библиотек компонентов «перетащить» на рабочее поле: · источник ЭДС постоянного тока V1; · два резистора R1 и R2; · вольтметр – вертикальный; · амперметр – горизонтальный; · ваттметр XWM1; · «землю». 2. Повернуть резисторы R1 и R2. 3. После двойного щелчка мышью на изображении элемента в открывающихся диалоговых окнах · задать ЭДС источника напряженияV1: E = 50 В (рис. 1.15); · установить значения резисторов: R 1 = 50 Ом, R 2 = 100 Ом. 4. Обозначить (щелкая на кнопках Label и Value) амперметр и оставить установленный по умолчанию режим DC функционирования измерительных приборов 5. Соединить все элементы, находящиеся на рабочем поле: · у ваттметра (рис. 1.23) токовая обмотка подключается последовательно в цепь, Рис. 1.23
· обмотка напряжения (рис. 1.24) - параллельно источнику ЭДС.
Рис. 1.24
Задание 8 Запустить программу (щелкнуть мышью на кнопке запуска программы Измерение 1 Для установленных параметров элементов цепи занести показания приборов в табл. 1.4. Чтобы записать показания ваттметра – нужно нажать два раза левой кнопкой мыши на прибор и появится лицевая панель ваттметра. После снятия показаний выключить кнопку запуска программы. Измерение 2 Уменьшить сопротивление резистора R 2 до нуля (рис. 1.25), включить кнопку запуска программы, записать показания всех приборов в табл. 1.4. После снятия показаний выключить кнопку запуска программы.
Рис. 1.25
Измерение 3 Установить сопротивление резистора R 2 = 50 Ом, включить кнопку запуска программы, записать показания всех приборов в табл. 1.4. После снятия показаний выключить кнопку запуска программы.
Таблица 1.4.
Измерение 4 Удалить провод соединяющий амперметр с резистором R 2 (рис. 1.26), включить кнопку запуска программы, записать показания всех приборов в табл. 1.4. После
Рис. 1.26
Обработка результатов 1. Рассчитать и заполнить правую часть таблицы 1.3. 2. Для заданной на рис. 1.10 цепи постоянного тока составить уравнения по первому и второму закону Кирхгофа. 3. Используя данные измерений табл. 1.3 построить в одной координатной системе вольтамперные характеристики I 1(U 1), I 2(U 2), I 3(U 2). На основе этих характеристик построить суммарную вольтамперную характеристику I 1(U). 4. По данным табл. 1.4 записать названия режимов работы источника электрической энергии и при каком значении сопротивления R н выделяется максимальная мощность. 5. По результатам измерений табл. 1.4 построить внешнюю характеристику U(I) источника ЭДС и отметить на ней точку максимальной мощности Р max. 6. Выводы по работе. 1.6 Контрольные вопросы 1. Какую из двух схем на рис. 1.8 или 1.9 следует использовать для измерения сопротивлений резисторов R1, R2 и R3? 2. Какой должна быть номинальная мощность резистора R3 в схеме на рис. 1.10, чтобы он не оказался перегруженным при наиболее неблагоприятном режиме в процессе выполнения работы? 3. Чему равно напряжение на зажимах источника напряжения при холостом 4. По какой формуле определить мощность цепи в схеме на рис. 1.22? 5. Какое соединение резисторов представлено на рис. 1.10? 6. Каково эквивалентное сопротивление цепи, показанной на рис. 1.10, если все значения сопротивлений в ней увеличить в два раза? 7. Как изменится напряжение U 1 на резисторе R 1 в схеме на рис. 1. 10, если 8. Каково внутренне сопротивление R вн источника электроэнергии на рис. 1.22, если при токе нагрузки 5 А вольтметр показывает 48 В, а при токе 10 А – 46 В?
Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|