Порядок выполнения работы. Изучение распределения напряжений и токов при параллельном соединении элементов в

Лабораторная работа №10.

Изучение распределения напряжений и токов при параллельном соединении элементов в цепи постоянного тока

Цель работы: опытным путем с помощью цифровой лаборатории изучить распределение напряжений и токов в цепи с параллельным соединением элементов.

Оборудование: нетбук, цифровой осциллографический датчик напряжения и USB-кабель, переходник для питания 5 В (USB), ключ, резистор 200 Ом, резистор 360 Ом, светодиод, комплект проводов, экран стальной.

Описание работы: при параллельном соединении элементов в цепи постоянного тока напряжение на каждом из элементов электрической цепи будет одинаковым, так как все элементы присоединены к одним и тем же точкам электрической цепи: U = U₁ = U₂ =... = U_n. Электрический заряд, поступающий в единицу времени в узел, равен заряду, уходящему из узла за это же время. Следовательно: I = I₁ + I₂ + … + I_n. Применяя закон Ома для участка цепи получаем, что полное сопротивление всего участка цепи при параллельном соединении равно:

Порядок выполнения работы

1. Соберите электрическую цепь, состоящую из параллельно соединенных резисторов (R₁ = 200 Ом, R₂ = 360 Ом), светодиода (при подключении светодиода важно соблюдать полярность), ключа (ключ должен быть разомкнут) и источника тока, присоединенного к USB-порту компьютера (рис.1).

Рис. 1. Схема параллельного соединения элементов

2. Подключите цифровой осциллографический датчик к USB-порту компьютера и запустите программу «Цифровая лаборатория». После загрузки окна программы и идентификации датчика в меню выбора работы выберите сценарий 3.3. «Изучение распределения напряжений в цепи с последовательным соединением участков, состоящих из разных элементов».

3. В левом верхнем углу окна измерений выберите вместо Осциллограммы из выпадающего списка Цифровой индикатор (рис. 2)

Рис. 2.

4. Нарисуйте получившуюся схему электрической цепи в тетради для лабораторных работ, используя для изображения источника тока следующее обозначение: .

5. 3апустите измерения и замкните ключ в электрической цепи.

6. Измерьте напряжение на выходных клеммах источника тока (U), для этого подключите щупы осциллографа в «красной» оплетке к клеммам источника тока (кабель с красным наконечником подключается к «+ » источника тока, кабель с синим наконечником к «– » источника). Показания осциллографа просто считываются в окне измерений. Занесите измеренное значение напряжения источника тока в таблицу 1.

7. Измерьте напряжения на резисторах (U₁, U₂) и на светодиоде (U_c) (см. пункт 6). Занесите измеренные значения напряжений в таблицу 1 и остановите измерения .

8. На основании выполненных измерений, используя закон Ома для участка цепи: I = U/R, заполните таблицу 1. Значение сопротивления светодиода возьмите из результатов лабораторной работы №9.

Таблица 1.

9. Проанализируйте значения таблицы 1 и сделайте вывод о распределении напряжений и токов при параллельном соединении элементов в цепи постоянного тока.