Пояснительная записка к
Лабораторной работе
на тему:
ЗАКОНЫОМА И КИРХГОФА
В РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЯХ.
ДЕЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА.
Руководитель:
Выполнил:
МИЭТ 2011
Цель работы: изучение законов Ома и Кирхгофа для резистивных цепей, содержащих источники постоянных напряжений и токов. Научиться измерять напряжения, токи, коэффициенты передачи по напряжению и по току.
Раздел 1. Проверка закона Ома. Общие сведения.
В электрической схеме любой сложности можно выделить ряд топологических элементов. К ним относятся: ветвь, узел, контур.
Ветвь – это участок цепи между двумя узлами, через элементы которого протекает один и тот же ток.
Узел – место соединения трех и более ветвей.
Контур – любой замкнутый участок цепи, проходящий по нескольким ветвям.
 |
Закон Ома устанавливает связь между током I и напряжением U на участке цепи (ветви), обладающий сопротивлением R (рис.1).
 |
Принято за положительное направление напряжения U выбирать такое, которое совпадает с положительным направлением тока I, как показано на рис.1. Тогда численное значение R будет положительным.
Лабораторное задание 1. Проверить выполнение закона Ома с помощью измеренных значений напряжений UR1 ,UR2 и тока I в схеме, представленной на рис.2.
1.1. Собрать на рабочем поле схему цепи с измерительными приборами по рис.2.
Рис.2.
1.2. Задать параметры элементов и приборов:
R1 = 1 кОм, R2 = 4 кОм, Е1 = 1 В.
Вольтметры V1, V2 – Value Resistance - внутреннее сопротивление RV = 10 MΩ, Mode – DC.
Амперметр A1 – Value Resistance - внутреннее сопротивление RI = 10 nΩ, Mode – DC.
1.3. Рассчитать значение тока I в контуре и напряжение на резисторах UR1 и UR2 по закону Ома:
I = E/(R1+R2); UR1 = I∙R1 ; UR2 = I∙R2 ,
Так как внутреннее сопротивление амперметра RI << (R1 + R2), а внутренние сопротивления вольтметров RU >> R1 и RU >> R2, то в численных расчетах сопротивления приборов можно не учитывать.
Варианты к заданиям раздела1.
| Вариант | R1, Ом | R2, Ом | E1, В |
| 5.0 | |||
| 5.0 | |||
| 5.0 | |||
| 5.0 | |||
| 5.0 | |||
| 10.0 | |||
| 10.0 | |||
| 10.0 | |||
| 10.0 | |||
| 10.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 | |||
| 15.0 |
Результаты расчета записать в таблицу 1.
Таблица 1
| Результаты расчетов | Результаты измерений | |
| I А | ||
| UR1, В | ||
| UR2, В |
1.4. Включить режим измерения (нажать кнопку “ 0 ” ). Приборы покажут результат измерения UR1, UR2 и I, которые также записать в таблицу 1.
1.5. По результатам расчета и измерений показать на схеме стрелками положительные направления тока и напряжений на элементах цепи и ответить на поставленный в задании 1 вопрос.
Лабораторное задание 2.
Исследование характеристик источника напряжения.
2.1. Построение графика зависимости тока (I) от сопротивления нагрузки (R2).
| Результаты расчетов | Результаты измерений | |
| R2 | ||
| I(R2) |
График зависимости I(R2).
2.2. Построение зависимости напряжения UR2 от сопротивления нагрузки R2.
| Результаты расчетов | Результаты измерений | |
| R2 | ||
| U(R2) |
График зависимости U(R2).
2.3. Построение зависимости мощности источника напряжения (Pист) от сопротивления нагрузки (R2) (Pист=E*I).
2.4. Построение графика зависимости мощности, выделяемой на R1 (Rвн) от сопротивления нагрузки R2.
2.5. Построение графика зависимости мощности, выделяемой на R2 (нагрузки) от R2 (PR2 = I*I*R2).
2.6. Построение графика зависимости КПД от сопротивления нагрузки R2 [η=(100%PR2)/(PR1+PR2)].
| Результаты расчетов | Результаты измерений | |
| R2 | ||
| Pист | ||
| PR1 | ||
| PR2 | ||
| η R2 |
Графики зависимости Pист(R2), PR1(R2), PR2(R2), η R2(R2).