Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Постоянный_Ток_Журнал_Отчетов

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
22.05.2015
Размер:
222.27 Кб
Скачать

 

 

 

1

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

= _______ Ом.

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

= _______;

Rуч

 

 

 

 

 

(∆ϕ)

 

 

 

 

Rуч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При втором положении переключателя Rуч

 

 

 

 

1

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

′′

 

Ом.

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

= _______ ;

 

 

′′

 

(∆ϕ)

 

 

Rуч = _______

 

Rуч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Из графиков найдем величины токов, когда разность потенциалов φ1 – φ2 = 0.

I ′ = A; I ′′ = А.

Из уравнения (4) при φ1 – φ2 = 0 и найденных значениях I и Rуч вычислим ЭДС источника тока, включенного в исследуемый участок цепи:

1)

E = I Rуч =

 

 

 

 

=

 

 

В;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

′′

′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В.

E = I Rуч =

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Построим графики зависимости разности потенциалов (φ1 – φ2) между точками 1 и 2 исследованного неоднородного участка цепи от величины внешнего сопротивления R.

φ1 – φ2, В

0

R, Ом

φ1 – φ2, В

0

R, Ом

Выводы: ____________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Лабораторная работа 4

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ, ЗАВИСИМОСТИ МОЩНОСТИ И КПД ИСТОЧНИКА ОТ НАГРУЗКИ

Работа выполнена "___" _____________ 20 ___ г. _____________

(подпись)

Работа зачтена "___" _____________ 20 ___ г. _____________

(подпись)

Таблица

№ п/п

R, Ом

I, А

U, В

P, Вт

Pn, Вт

η, %

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E = U0 = _____ В.

1.Используя замеренные значения и формулы: P = IE; Pn = IU; η = Pn / P, рассчитаем искомые величины и внесём их в соответствующие графы таблицы.

2.По табличным данным построим графики зависимостей: P = f (I ), Pn = f (I ), η = f (I ).

Масштаб по осям ординат выбрать произвольно. Графики зависимостей изобразить (показать) разными цветами.

ηPn, Вт P, Вт

0

I, А

3. По экспериментальным данным построим графики зависимостей: I = f (R), U = f (R),

Pn = f (R).

I, A U, B Pn, Вт

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R, Ом

4. Для произвольных трёх значений I и R, которые возьмем из последнего графика, вы-

числим величины внутреннего сопротивления источника тока:

 

 

 

 

 

U

0

I R

U0 I j R j

 

 

U

0

I

k

R

k

.

ri =

 

i i

; rj =

 

;

rk =

 

 

 

 

 

 

I j

 

 

Ik

 

 

 

 

 

 

Ii

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя числовые значения, получаем:

 

 

ri =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rj =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rk =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

=

ri +rj +rk

=

 

 

 

+

 

 

 

+

 

 

=

 

 

 

Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя арифметическая погрешность равна:

r

=

ri +∆rj +∆rk

=

 

 

+

 

+

 

 

=

 

Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ri = rср ri ; rj = rср rj ; rk = rср rk .

Окончательная величина внутреннего сопротивления

r = rср ±∆rср =

 

±

 

Ом.

 

 

 

5. Величина тока короткого замыкания при отсутствии внешнего сопротивления (R = 0) определяется из соотношения:

Iк.з =E / rср =U0 / rср .

Подставляя числовые величины, получим:

Iк.з =

 

/

 

=

 

А.

 

 

 

6. Выводы: _________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Лабораторная работа 5

ПРОВЕРКА ПРАВИЛ КИРХГОФА ДЛЯ РАЗВЕТВЛЁННЫХ ЦЕПЕЙ

Работа выполнена "___" _____________ 20 ___ г. _____________

(подпись)

Работа зачтена "___" _____________ 20 ___ г. _____________

(подпись)

Для R2′ = _______ Ом, имеем

Таблица 1

№ п/п

E1, В

φ1, В

E2, В

φ2, В

Ui, В

Ui, В

 

Ii, А

r1, Ом

r2, Ом

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...........

...........

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для R2′′ = _______ Ом, имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

№ п/п

E1, В

φ1, В

E2, В

φ2, В

Uj, В

Uj, В

 

Ij, А

r1, Ом

r2, Ом

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...........

...........

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Абсолютные погрешности измеренных значений Ui, j

 

 

 

 

 

 

Ui =

a Ui, j изм

,

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

где а – класс точности вольтметра, равный 1,0; Ui, j изм – измеренная величина i, j-го напря-

жения.

Результаты расчётов внесём в графу ∆U обеих таблиц.

2.Токи I1 I6 рассчитываем по закону Ома (I = U / R) для обоих значений R2, полученные результаты внесем в таблицы 1 и 2.

3.Проверяем ПЕРВОЕ правило Кирхгофа (уравнение 1).

I.

Сопротивление R2′ = _________________ Ом:

 

 

 

 

 

а)

узел 1: I1 I2 I4 =0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 I2 I4 =

 

 

 

=

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Несовпадение с нулем не должно превышать величину:

 

U

 

R1U1 +U1R1

 

R2U2 +U2

R2

 

R4U4 +U4

R4

 

 

 

 

=

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+

 

 

 

=

 

R

 

 

R2

 

 

 

R2

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

4

 

 

=

 

+

 

 

 

+

 

+

 

 

+

 

 

+

 

 

= _________ А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

______

 

 

______

 

______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Погрешности Ri берутся равными 3 % от номинала. Сравнивая, видим, что первое пра-

вило ___________________________________

б) узел 2: I3 + I6 I1 = 0 ;

I3 + I6 I1 = _________+ _________+ _________ = _________ А.

Сумма погрешностей:

 

U

=

R3U3 +U3R3

+

R6U6 +U6R6

+

R1U1 +U1R1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

R2

 

 

 

R2

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

6

 

 

1

 

=

 

+

 

 

 

+

 

+

 

 

+

 

+

 

 

= _________ А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

______

 

 

______

 

 

______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последняя величина превышает первую, следовательно, первое правило выполняется.

в) узел 3: I2 + I5 I3 = _______+ ______________ = _______ А.

Сумма погрешностей:

 

U

 

R2U2 +U2R2

 

R5U5 +U5R5

 

R3U3 +U3R3

 

 

 

 

=

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

=

 

R

 

 

R2

 

 

 

R2

 

 

R2

 

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

3

 

=

 

+

 

 

 

+

 

+

 

 

+

 

+

 

 

= _________ А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

______

 

 

______

 

 

______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнивая с несовпадением с нулем, видим, что для узла 3 первое правило

_____________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

узел 4: I4 I5 I6 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

А;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

R4U4 +U4R4

 

R5U5 +U5R5

 

 

 

 

 

R6U6 +U6R6

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

=

 

 

+

 

 

 

 

+

+

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

= _________ А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

______

 

 

 

______

 

 

 

 

 

______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение

Ii

c

 

 

 

показывает,

что

 

 

 

первое

правило

для узла 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

___________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Сопротивление R2′′ = _________________ Ом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

узел 1: I1 I2 I4 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

А;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∆I1 +∆I2 +∆I4 =

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

=

 

 

А.

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Видим, что последнее больше первого. Поэтому первое правило выполняется.

б) узел 2: I3 + I6 I1 =

 

+

 

 

 

 

 

=

 

 

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сумма погрешностей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I3 +∆I6 +∆I1 =

 

 

 

+

 

 

+

 

 

=

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение говорит о _________________________ правила Кирхгофа

в) узел 3: I2 + I5 I3 =

 

+

 

 

 

 

 

=

 

 

 

А.

 

 

Погрешности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2 +∆I5 +∆I3 =

 

 

+

 

 

+

 

 

=

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Видим, что для узла 3 правило ______________________________

г) узел 4: I4 I5 I6 =

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

А.

 

 

Погрешности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I4 +∆I5 +∆I6 =

 

 

+

 

 

+

 

 

=

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ясно, что для узла 4 первое правило Кирхгофа ___________________

4. По формулам (3) для заданных значений (R2и R2′′) найдем величины внутренних сопротивлений r1 и r2 , используемых в установке источников тока Е1 и Е2:

 

 

r

=

E1 −ϕ1

= δU1 ;

r

=

E2 −ϕ2

= δU2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

I1

I1

2

 

 

I5

I5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1

=

 

 

 

= _______ Oм;

r2

=

 

 

 

 

= _______ Ом;

________

 

________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1

=

 

 

 

= _______ Oм;

r2

=

 

 

 

 

= _______ Ом.

________

 

 

________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Проверяем ВТОРОЕ правило Кирхгофа (уравнение 2). I. Сопротивление R2′ = _______________ Ом:

а) контур А 1 3 2 Д А. Обход контура по часовой стрелке:

I1R1 + I2R2 + I3R3 =E1

или

U1 +U2 +U3 =E1 ;

 

+

 

+

 

=

 

 

B; E1 = ______ В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Получающееся несовпадение левой и правой частей сопоставим с суммой погрешностей:

∆E1 +∆U1 +∆U 2 +∆U3 =

 

+

 

+

 

+

 

=

 

В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в которой ∆E1 определена также по классу точности вольтметра:

∆E1 =

a E1

=

 

= ________ В.

100

100

 

 

 

Так как сумма погрешностей _____________ величины несовпадения, следует, что второе правило Кирхгофа для этого контура _______________

б) контур 1 В 4 3 1. Обход контура по часовой стрелке:

 

 

 

 

 

 

 

I4R4 + I5R5 I2R2 =E2

или

U4 +U5 U2 =E2 ;

 

 

 

 

Разница Ui с E2

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

B;

E2 = ______ В.

 

 

равна ______________ B.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопоставим ее с суммой погрешностей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a E2изм

∆E2 +∆U 4 +∆U5 +∆U 2 =

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

=

 

В,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

∆E2 =

=

 

 

 

 

 

 

 

= ________ В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Видно, что вторая величина ______________________ первой, следовательно, второе

правило для этого контура _________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

в) контур 3 4 С 2 3. Обход по часовой стрелке:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I6R6 I3R3 I5R5 =E2

или

U6 U3 U5 =E2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

В;

 

 

 

Ui −Ei = ________________ = ________ В.

Сопоставим эту величину с суммой погрешностей:

∆E2 +∆U6 +∆U3 +∆U5 =

 

+

 

+

 

=

 

В.

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку сумма погрешностей _________________ величины несовпадения, то второе правило и для этого контура _______________________

II. Сопротивление R2′′ = _______________ Ом:

а) контур А 1 3 2 Д А. Обход по часовой стрелке:

I1R1 + I2R2 + I3R3 =E1 или U1 +U2 +U3 =E1 ;

++ = В.

Несовпадение левой и правой частей сравним с суммой погрешностей:

∆E1 +∆U1 +∆U 2 +∆U3 =

 

+

 

+

 

=

 

В.

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку сумма погрешностей ______________________ величины несовпадения, то правило _____________________________

б) контур 1 В 4 3 1. Обход по часовой стрелке:

I4 R4 + I5 R5 I2 R2 =E2 ;

+ − = В.

Разница U j с E2 составляет ________ В. Сравним ее с суммой погрешностей:

∆E2 +∆U 4 +∆U5 +∆U 2 =

 

+

 

+

 

+

 

=

 

В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Видно, что второе правило _________________________________

в) контур 3 4 С 2 3. Обход по часовой стрелке:

I6 R6 I3R3 I5 R5 =E2 или U6 U3 U5 =E2 ;

− − = В;

U j −E2 = ________________ = _______ В.

Неравенство левой и правой частей сопоставим с суммой погрешностей:

∆E2 + ∆U6 + ∆U3 + ∆U5 =

 

+

 

+

 

+

 

=

 

В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как первая величина ____________________ второй, считаем, что для этого контура второе правило Кирхгофа _________________________

6. Выводы: _________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________