МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
СЕВМАШВТУЗ
ФАКУЛЬТЕТ: IV
КАФЕДРА: ФИЗИКИ
Лабораторная работа
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ КИРХГОФА ДЛЯ РАЗВЕТВЛЁННЫХ ЦЕПЕЙ
Северодвинск
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ КИРХГОФА ДЛЯ РАЗВЕТВЛЁННЫХ ЦЕПЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Опытным путём проверить справедливость 1-го и 2-го законов Кирхгофа.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Первый закон Кирхгофа состоит в том, что алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю:
, (1)
где n – число токов, сходящихся в данном узле.
Первый закон Кирхгофа является следствием закона сохранения заряда, согласно которому ни в одной точке проводника не должны накапливаться заряды, т. е. количество зарядов, приходящих в данную точку в единицу времени, равно количеству зарядов, уходящих из данной точки за то же время.
Токи, приходящие к узлу, берутся со знаком плюс, а токи, выходящие из него – со знаком минус. Например, для узла А (рис.1) первый закон Кирхгофа запишется так: I 1 - I 2+ I 3+ I 4- I 5 = 0
Рис.1 Рис. 2
Второй закон Кирхгофа гласит, что в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжений 
равна алгебраической сумме э.д.с., включённых в данный контур:
(2)
где Ii и Ri – ток и сопротивление соответствующего участка; m – число э.д.с., включённых в данный контур; n – общее число участков, в которых наблюдается падение напряжения.
Второй закон Кирхгофа есть результат закона сохранения и превращения энергии: алгебраическая сумма э.д.с. выражает собой энергию, вводимую в цепь, а алгебраическая сумма падений напряжения – энергию, расходуемую на нагревание проводников.
При составлении уравнения второго закона Кирхгофа для замкнутого контура руководствуются следующими правилами:
а) произвольно выбирается направление обхода контура;
б) показывать направление токов во всех участках;
в) если выбранное направление совпадает с направлением тока Ii в данном участке контура, то падение напряжения на Ui этом участке берётся со знаком плюс (и наоборот);
г) перед e к становится знак плюс, если при обходе контура идём внутри источника от отрицательного полюса к положительному. Например, для контура abcda (рис. 2) имеем (пренебрегая падением напряжения на внутреннем сопротивлении каждого источника):
.
ОПИСАНИЕ ОПЫТНОЙ УСТАНОВКИ
В состав опытной установки, схематически представленной на рис. 3 входят: два источника постоянного тока e 1и e 2, семь омических сопротивлений R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6, R 7,тумблеры К1 и К2. 
Рис. 3
В качестве источников постоянного тока e 1и e 2 используются два выпрямителя переменного тока. Измерение падения напряжения U i = I i R i на каждом сопротивлении производится вольтметром, снабжённым для этой цели двумя щупами. Каждое сопротивление снабжено двумя гнёздами, в которые вставляются щупы вольтметра при измерении падения напряжения.
Питание выпрямителей производится от сети переменного тока. Внутреннее сопротивление выпрямителей r 1 и r 2
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1. На листе бумаги начертить схему разветвлённой электрической цепи, представленной на рис. 3 и отметить на ней /+/ и /-/ на полюсах источников тока (выпрямителей).
2. Подключить выпрямители в сеть переменного тока. Поставить тумблеры К1 и К2 в положение "выключено". Измерить вольтметром напряжение на полюсах источников, т.е. e 1 и e 2.
3. Поставить тумблеры в положение "включено" и измерить вольт-метром падение напряжения на сопротивлениях R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6, R 7, т.е. определить 
. Одновременно по клеммам вольтметра определить направление тока на каждом сопротивлении (плюсу на клемме вольтметра соответствует плюс на сопротивлении) и отметить это направление стрелкой на начерченной схеме.
4. Измерить падение напряжения на полюсах источников U 1 и U 2 определить падение напряжения на источниках как
= e 1 -U 1 и 
= e 2 –U 2
5. Выключить установку.