Последовательное соединение
 |
П о с л е д о в а т е л ь н ы м называется соединение, когда конец одного элемента соединяется с условным началом второго, конец второго – с началом третьего и т.д.
Рис. 1.1. Последовательное соединение элементов цепи
Для последовательного соединения характерным является общий ток.
Эквивалентное сопротивление:
RЭ = R1 + R2 + R3.
Напряжение на отдельных элементах распределяется пропорционально величинам их сопротивлений:
U = U1 + U2 + U3.
Cуммарная мощность приемников:
Р = Р1 + Р2 + Р3.
Мощность отдельного элемента:
Рi = I2 Ri = Ui I.
Параллельное соединение
П а р а л л е л ь н ы м соединением называется такое соединение, при котором соединяются вместе начала приемников и соответственно их концы. Напряжение подается на начало и концы.
 |
Рис. 1.2. Параллельное соединение элементов цепи
При параллельном соединении элементы цепи находятся под одним и тем же напряжением – напряжением питающей сети.
U = U1 = U2 = U3.
Эквивалентное сопротивление определяется из выражения:
или
где g – проводимость элемента.
Токи в ветвях распределяются обратно пропорционально сопротивлениям элементов:
Cмешанное соединение
С м е ш а н н ы м называется такое соединение, при котором имеют место и последовательное, и параллельное соединения элементов.
Рис. 1.3. Смешанное соединение элементов цепи
Для схемы рис. 1.3. справедливы соотношения:
U2 = U3 = U23,
U = U1 + U23;
Порядок выполнения лабораторной работы № 1
Смешанное соединение
Собрать цепь по схеме рис. 1.4.
Рис.1.4. Смешанное соединение 3-х резисторов
рукоятку ЛАТРа повернуть в крайнее положение(против часовой стрелки), при котором U = 0. Включить автомат, расположенный в нижней части стола под откидной крышкой, нажать кнопку «Вкл.» магнитного пускателя, нажать кнопку «Постоянное» подачи постоянного напряжения.
Включить питание, поворачивая рукоятку ЛАТРа по часовой стрелке, установить напряжение U, указанное в таблице или преподавателем. Снять показания всех приборов. Данные занести в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Смешанное соединение 3-х резисторов
| Измерено | Вычислено | ||||||||||||||
| U, В | U1 В | U2 В | U3 В | I1, А | I2, А | I3, А | I, А | R1,Ом | R2, Ом | R3, Ом | R, Ом | P1, Вт | P2, Вт | P3, Вт | P, Вт |
(Вычисления сопротивлений и их средних значений, вычисления мощностей провести после измерений всех опытов лабораторной работы).
рукоятку ЛАТРа повернуть в крайнее положение(против часовой стрелки), при котором U = 0. Выключить питание, нажав кнопку «Выкл.» магнитного пускателя.
Последовательное соединение
Преобразовать цепь смешанного соединения 3-х резисторов в цепь последовательного соединения 2-х резисторов (одним проводом).
Включить питание, поворачивая рукоятку ЛАТРа по часовой стрелке, установить напряжение U, указанное в таблице или преподавателем. Снять показания всех приборов. Данные занести в табл. 1.2.
Таблица 1.2. Последовательное соединение 2-х резисторов
| Измерено | Вычислено | ||||||||||||||
| U, В | U1 В | U2 В | U3 В | I1, А | I2, А | I3, А | I, А | R1,Ом | R2, Ом | R3, Ом | R, Ом | P1, Вт | P2, Вт | P3, Вт | P, Вт |
(Вычисления сопротивлений и их средних значений, вычисления мощностей провести после измерений всех опытов лабораторной работы.)
рукоятку ЛАТРа повернуть в крайнее положение (против часовой стрелки), при котором U = 0. Выключить питание, нажав кнопку «Выкл.» магнитного пускателя.
Восстановить цепь в смешанное соединение 3-х резисторов.
Параллельное соединение
Преобразовать цепь смешанного соединения 3-х резисторов в цепь параллельного соединения 2-х резисторов (одним проводом).
Включить питание, поворачивая рукоятку ЛАТРа по часовой стрелке, установить напряжение U, указанное в таблице или преподавателем.
Снять показания всех приборов. Данные занести в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Параллельное соединение 2-х резисторов
| Измерено | Вычислено | ||||||||||||||
| U, В | U1 В | U2 В | U3 В | I1, А | I2, А | I3, А | I, А | R1,Ом | R2, Ом | R3, Ом | R, Ом | P1, Вт | P2, Вт | P3, Вт | P, Вт |
| - | - | - | - | ||||||||||||
| - | - | - | - | ||||||||||||
| - | - | - | - | ||||||||||||
| - | - | - | - | ||||||||||||
| - |
Вычислить величины, указанные в таблицах. Формулы для вычислений: R = U / I, P = I´U.
Вычислить величины R по формулам взаимосвязи общего(полного) сопротивления и сопротивлений на отдельных участках цепи для всех 3-х видов соединений, результаты сравнить с вычислениями по формулам R = U / I.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сформулируйте законы Кирхгофа и напишите их математические выражения для цепи постоянного тока.
2. Напишите закон Ома для участка цепи постоянного тока.
3. Начертите схему последовательного соединения трех сопротивлений (резисторов) (R1, R2, R3).
4. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) тока и токов на отдельных участках цепи.
5. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) напряжения и напряжений на отдельных участках цепи.
6. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) сопротивления и сопротивлений на отдельных участках цепи.
7. напишите выражение взаимосвязи полной мощности цепи и мощностей на отдельных участках цепи.
8. Начертите схему параллельного соединения трех сопротивлений (резисторов) (R1, R2, R3).
9. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) тока и токов на отдельных участках цепи.
10. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) напряжения цепи и напряжений на отдельных участках цепи.
11. напишите выражение взаимосвязи общего(полного) сопротивления цепи и сопротивлений на отдельных участках цепи.
12. напишите выражение взаимосвязи полной мощности цепи и мощностей на отдельных участках цепи.
13. Как изменится ток I1 (рис. 1.4), если параллельно резисторам R2 и R3 включить еще один резистор?
Лабораторная работа № 2
«Последовательное соединение R, L, C элементов