Порядок выполнения работы

Лабораторная работа №1

Изучение параллельного соединения приёмников электрической энергии и проверка первого закона Кирхгофа.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

Цель работы: Выполнить параллельное соединение проводников, определить силу тока; убедиться в правильности первого закона Кирхгофа.

Оборудование:

1) Амперметр постоянного тока на 10 А-1шт

2).Вольтметр постоянного тока на 150 В-1шт.

3) Реостат проволочный на 60 Ом, 3А-3шт.

4) Провода соединительные площадью сечения 2-2,5 мм², длиной 1,5 м с наконечником-12шт.

5) Рубильник двухполюсный на 40 А, 250 В-1шт.

6) Рубильник однополюсный на 25 А-3шт.

7) Источники постоянного тока напряжением 115 В-1шт.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомится со схемой измерения и приборами.

2. Собрать схему, приведённую на рис.1, подключить ее к сети.

3. Отрегулировать силу тока в цепи каждого сопротивления и записать показания вольтметра и всех амперметров в таблицу.

4. Убедиться в правильности первого закона Кирхгофа.

5. Вычислить сопротивление и проводимость каждого приёмника и всей цепи. Записать все результаты в таблицу.

6. Ответить на контрольные вопросы.

7. Составить отчёт..

R₁

Рис. 1

Измерено

Вычислено

I₁

I₂

I₃

R₁

R₂

R₃

g₁

g₂

g₃

R₀

g₀

R₀

g₀

Ом

См

Ом

См

Ом

См

0,8

0,9

0,2

1,9

180

0,022

0,025

0,005

18,9

0,052

18,947

0,052

0,35

0,5

0,75

1,6

102,85

0,009

0,013

0,020

22,499

0,044

22,4

0,044

0,4

0,45

0,65

1,5

100

88,88

61,538

0,01

0,011

0,016

26,665

0,037

26,6

0,037

0,55

0,6

0,7

1,85

72,72

66,6

57,1

0,017

0,015

0,013

21,607

0,046

21,6

0,046

0,2

0,3

0,85

1,35

200

133,3

47,05

0,021

0,007

0,005

29,624

0,033

29,6

0,033

Формулы для расчёта

1. R₁ = U/I₁ (Ом); R₂ = U/I₂ (Ом); R₃= U/I₃ (Ом)

Сопротивление участков цепи.

2. Проводимость участков цепи: g₁ = I/U₁ (См); g₂ = I/U₂ (См); g₃ = I/U₃ (См)

Общее сопротивление цепи: R₀ = U/I (Ом);

R₀ = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃)

3. Общая проводимость цепи: g₀ = g₁ + g₂ + g₃ (См)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

g₀ = I/U (См)

Контрольные вопросы

1. Чему равна сила тока в отдельной ветви цепи, если падение напряжения в ней равно U, а сопротивление R?

2. Чему равна сила тока в неразветвлённой части цепи, если известна сила тока в каждом сопротивлении, включённом параллельно?

Выполнение расчётов

I. bОпыт №1

R₁ = U/I₁ = 36/0.8 = 45 Ом

R₂ = U/I₂ = 36/0,9 = 40 Ом

R₃ = U/I₃ = 36/0,2 = 180 Ом

Опыт №2

R₁ = U/I₁ = 36/0,35 = 102,85 Ом

R₂ = U/I₂ = 36/0,5 = 72 Ом

R₃= U/I₃ = 36/0,75 = 48 Ом

Опыт №3

R₁ = U/I₁ = 40/0,4 = 100 Ом

R₂ = U/I₂ = 40/0,45 = 88,88 Ом

R₃ = U/I₃ = 40/0,65 = 61,538 Ом

Опыт №4

R₁ = U/I₁ = 40/0,55 = 72,72 Ом

R₂ = U/I₂ = 40/0,6 = 66,6 Ом

R₃ = U/I₃ = 40/0,7 = 57,1 Ом

Опыт №5

R1 = U/I1 = 40/0,2 = 200

R2 = U/I2 = 40/0,3 = 133,3

R3 = U/I3 = 40/0,85 = 47,05

II. Опыт № 1.

g₁ = I1/U1 = 0,8/36 = 0,022 Кл

g₂ = I2/U2 = 0,9/36 = 0,025 Кл

g₃ = I3/U3 = 0,2/36 = 0,5 Кл

Опыт № 2.

g₁ = I1/U1 = 0,35/36 = 0,009 Кл

g₂ = I2/U2 = 0,5/36 = 0,013 Кл

g₃ = I3/U3 = 0,75/36 = 0,020 Кл

Опыт № 3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

g₁ = I1/U1 = 0,4/40 = 0,01 Кл

g₂ = I2/U₂ = 0,45/40 = 0,011 Кл

g₃ = I3/U3 = 0,65/40 = 0,016 Кл

Опыт № 4

g₁ = I1/U₁ = 0,7/40 = 0,017 Кл

g₂ = I2/U₂ = 0,6/40 = 0,015 Кл

g₃ = I3/U₃= 0,55/40 = 0,013 Кл

Опыт №5

g1 = I1/U = 0,85/40 = 0,021 Кл

g2 = I2/U = 0,3/40 = 0,007 Кл

g3 = I3/U = 0,2/40 = 0,005 Кл

III. Опыт № 1.

R₀ = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃)

R₀= 324000/17100= 18,94 Ом

Опыт № 2

R₀ = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃)

R₀= 355473,792/15798,876 = 22,499 Ом

Опыт № 3

R₀ = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃)

R₀= 546949/20511,29 = 26,665 Ом

Опыт № 4

R₀ = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃)

R₀ = 276543,9792/12798,324 = 21,607 Ом

Опыт №5

R0 = (R₁ · R₂ · R₃)/(R₁ R₂ + R ₂R₃ + R₁ R₃) = 1254353/42341,765 = 29,624

IV. Опыт № 1

g₀ = I/U = 0,052 Кл

Опыт №2

g₀ = I/U = 0,044 Кл

Опыт №3

g₀ = I/U = 0,037 Кл

Опыт №4

g₀ = I/U = 0,046 Кл

Опыт №5

g0 = I/U = 0,033 Кл

Ответы на контрольные вопросы

1.Сила тока в отдельной ветви цепи равна отношению падения напряжения этой ветви цепи к сопротивлению этой ветви, т. е.

I = U/R,

где I – сила тока, U – падение напряжения, R – сопротивление.

2. Сила тока в неразветвлённой части цепи при параллельном соединении сопротивлений равна сумме всех сил токов в каждом сопротивлении, т. е.

I_o = I₁ + I₂ + …+ I_n

Вывод: Выполнили параллельное соединение проводников, определили силу тока, убедились в правильности первого закона Кирхгофа.

Лабораторная работа №2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

Изучение последовательного соединения приёмников электрической энергии и проверка второго закона Кирхгофа.

Цель работы: Выполнить последовательное соединение проводников, определить падение напряжения в отдельных проводниках, рассчитать его по закону Ома и замерить вольтметром; проверить второй закон Кирхгофа.

Оборудование:

Амперметр щитовой магнитно-электрический на 5 А-1шт.

Вольтметр щитовой магнитно-электрический на 50 В-1шт.

Вольтметр щитовой магнитно-электрический на 150 В-1шт.

Реостат проволочный на 10 Ом-4шт.

Провода соединительные ШРПС площадью сечения 1,5 мм2, длиной 1,5 м с наконечником-9шт.

Источники постоянного тока напряжением 115 В-1шт.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомится с приборами и схемой измерения напряжения.

2. Собрать схему, приведённую на рис.1, включить её в сеть и записать показания амперметра в таблицу при разных значениях силы тока.

3. С помощью вольтметра, измерить падение напряжения на каждом участке цепи, на входных зажимах цепи.

4. Вычислить сопротивление каждого проводника и общие сопротивление цепи.

5. Вычислить падение напряжения на зажимах цепи.

6. Сравнить результаты измерений на участках цепи равное напряжению, подведённому к замкнутой цепи.

7. Составить отчёт..

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

R₂

R₃

R₁

Рис. 1

Наблюдается

Вычисляется

Сила тока цепи

Напряжение сети

Напряжение на отдельных проводниках

Сопротивление проводников

Общее сопротивление цепи

Падение напряжений

U₀

U₁

U₂

U₃

R₁

R₂

R₃

R₀

U₀=U₁+U₂+U₃

Ом

0,3

10,5

17,5

58,3

133,5

0,4

11,5

12,5

28,7

31,2

118,2

0,43

13,5

14,5

31,3

33,7

27,9

92,9

0,5

15,5

9,5

0,55

25,4

18,1

72,5

Формулы для расчёта

R₁ = U₁/I (Ом); R₂ = U₂/I (Ом); R₃= U₃/I (Ом) – Сопротивление участков цепи.

R₀ = U/I (Ом); R₀ = R₁ + R₂ + R₃ (Ом) – Общее сопротивление.

U₀ = U₁ + U₂ + U₃– Падение напряжения.

Контрольные вопросы:

1. Определение падения напряжения на приёмнике сопротивление, которого R, если через него проходит ток I.

2. Чему равно напряжение на входных зажимах последовательной цепи, если известно падение напряжения на её отдельных элементах?

3. Чему ровна сила тока последовательной цепи, если известна сила тока в её отдельных элементах?

Выполнение расчётов

I. Опыт № 1

R₁ = U₁/I = 10,5/0,3 = 35 Ом

R₂ = U₂/I = 12/0,3 = 40 Ом

R₃= U₃/I = 17,5/0,3 = 58,3 Ом

Опыт № 2

R₁ = U₁/I = 11,5/0,4 = 28,7 Ом

R₂ = U₂/I = 12,5/0,4 = 31,2 Ом

R₃= U₃/I = 16/0,4 = 40 Ом

Опыт № 3

R₁ = U₁/I = 13,5/0,43 = 31,3 Ом

R₂ = U₂/I = 14,5/0,43 = 33,7 Ом

R₃= U₃/I = 12/0,43 = 27,9 Ом

Опыт №4

R1 = U1/I = 15,5/0,5=31 Ом

R2 = U2/I= 15/0,5=30 Ом

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

R3 = U3/I= 9,5/0,5=19 Ом

Опыт №5

R1= U1/I= 16/0,55=29 Ом

R2=U2/I= 14/0,55=25,4 Ом

R3=U3/I=10/0,55=18,1Ом

II. Опыт № 1

R₀ = R₁ + R₂ + R₃ = 35+40+58,3 = 133,3 Ом

Опыт № 2

R₀ = R₁ + R₂ + R₃ = 28,7+31,2+40 = 118,2 Ом

Опыт № 3

R₀ = R₁ + R₂ + R₃ = 31,3+33,7+27,9 = 92,9 Ом

Опыт № 4

R₀ = R₁ + R₂ + R₃ = 31+30+19 = 80

Ом

Опыт №5

R0 = R1+R2+R3=29+25,4+18,1=72,5

III. Опыт №1

U₀ = U₁ + U₂ + U₃ = 10,5 +12 + 17,5 = 40 В

Опыт №2

U₀ = U₁ + U₂ + U₃ = 11,5 + 12,5 + 16 = 40 В

Опыт №3

U₀ = U₁ + U₂ + U₃ = 13,5 + 14,5 + 12 = 40 В

Опыт №4

U0 = U1+U2+U3 = 15,5 + 15 + 9,5= 40 В

Опыт №5

U0 = U1 + U2 + U3 = 16 + 14 +10 = 40 В

Ответы на контрольные вопросы.

1. Падение напряжения (U) на приёмнике равняется произведению силы тока (I) на данном приёмнике и сопротивлению (R) этого приёмника, т. е

U = I · R

2. Напряжение на входных зажимах последовательной цепи равняется сумме всех падений напряжения на её отдельных участках цепи (правило последовательного соединения), т. е.

U₀ = U₁ + U₂ +…+ U_n

3. Сила тока последовательной цепи равна силе тока в её отдельных элементах (правило последовательного соединения, I = const), т. е.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

I₀ = I₁ = I₂ = I_n

Вывод.

В ходе работы было определено падение напряжения в отдельных проводниках, а также был проверен второй закон Кирхгофа.

Лабораторная работа №3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

Параллельное соединение индуктивности и емкости.

Оборудование и аппаратура: амперметр переменного тока на 15А– 3шт.

вольтметр переменного тока на 50В – 1шт.

фазометр на 127В, 5А – 3шт.

конденсатор переменной мощности от 50 до 100мкФ на 400В – 1шт.

конденсатор постоянной емкости на 20мкФ 400В – 2шт.

Дроссельная катушка на 5А – 1шт.

Рубильник однополюсной на 60А – 3шт.

Провода соединительные – 18шт.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать схему рис.1

2. Включить схему под напряжение, снять показания приборов для ситуаций указанных в таблице.

3. Результаты измерений записать в таблицу.

4. Довести емкость до величины, при которой φ=0. Записать в таблицу значение токов при резонансе.

5. Построить векторную диаграмму.

6. Составить отчет.

Наблюдается

Вычисляется

Вкл

I₁

I₂

I₁

I₂

X_L

X_C

Q_L

Q_C

cosφ₁

cosφ₂

cosφ₃

Вт

Ом

Гн

ВАр

ВА

0,278

71,28

0,28

71,28

0,139

0,28

1,2

43,2

0,8

1,2

0,278

1,2

28,512

0,67

0,09

28,512

4,2

28,512

28,8

0,139

0,231

7. Ответить на контрольные вопросы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

Контрольные вопросы:

Что такое индуктивное и емкостное сопротивление, и в каких единицах их измеряют?
Что такое угол и как его вычисляют?
Как определить силу суммарного тока в неразветвленной части цепи переменного тока, если известна сила тока и его фаза в каждой параллельной ветви.
В каких случаях вектор тока совпадает с вектором напряжения; отстает от вектора напряжения и опережает его?
Что такое резонанс токов?
Какую опасность может представить резонанс токов?

Ответы на контрольные вопросы:

1. - емкостное сопротивление

- индуктивное сопротивление

2.φ – угол сдвига фаз; ; cos

sinφ=

4.На индуктивном сопротивлении напряжение опережает, на емкостном – отстает, на активном – совпадают.

Вывод: Научились параллельно соединять индуктивность и емкость.

Лабораторная работа №4.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ

Исследование электрической цепи переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями.

Цель работы: Ознакомиться с процессами, происходящими в простейших электрических цепях переменного тока, содержащих последовательное соединение активные и индуктивные сопротивления. Измерить общую силу тока, мощность и напряжение на отдельных участках цепи.

Оборудование и аппаратура:

амперметр переменного тока на 5А 1 шт.

вольтметр переменного тока на 150В 3 шт.

ваттметр однофазный на 127В, 5А 1 шт.

резистор проволочный 30Ом, 3А 1 шт.

катушка индуктивности(медный провод площадью сечения1,5 2,5 мм²)1шт.

рубильник двухполюсной на 25А, 250В 1шт.

провода соединительные площадью сечения 2,5мм, длиной 1,5м, многожильные 10 шт.

источник питания однофазный, переменного тока, частотой 50 Гц, напряжением 127В

Порядок выполнения работы

Поиск по сайту