3. Ход работы
Вариант 5
3.1 Рассчитать токи всех ветвей методом контурных токов
Рисунок 2 – Схема
Таблица 2
Элементы |
Значения |
E1, В |
4 |
E2, В |
3 |
E3, В |
5 |
Значения ЭДС для расчетов взяты из таблицы 2.
Значения сопротивлений для расчетов взяты из таблицы 1.
Система уравнений для расчетов представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Система уравнений для расчетов методом контурных токов
Решив данную систему уравнений получаем: I11= 0.003A, I22 = 0.004A, I33 = 0.012A.
I1 = I11 = 0.003 A;
I2 = I22 - I11 = 0.001A;
I3 = I22 = 0.004A;
I4 = I33 - I22 = 0.008A;
I5 = I33 = 0.012A;
3.2 Экспериментально определить токи всех ветвей
Для определения тока какой-либо ветви замерить с помощью вольтметра напряжение на соответствующем резисторе и, зная сопротивление резистора, пересчитать напряжение в ток по закону Ома (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Закон Ома для участка цепи
Результаты измерений и расчетов занесены в таблицу 4.
Таблица 4
Элемент |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
Сопротивление ом |
300 |
150 |
150 |
300 |
200 |
Напряжение мв |
1027 |
27 |
540 |
2568 |
2432 |
Ток мА |
3 |
1 |
4 |
8 |
12 |
Ток (расчет)мА |
3 |
1 |
4 |
8 |
12 |
3.3 Рассчитать потенциалы всех улов
Если узел 4 (рисунок 2) заземлить, то неизвестными будут потенциалы двух узлов: второго и пятого. Составленная по методу узловых потенциалов система уравнений относительно указанных неизвестных представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – система уравнений относительно неизвестных
φ 2=2.97
φ 3=2.43
3.4 Замерить потенциалы всех узлов
Для замера потенциалов узлов первого и пятого мы подключили один шнур вольтметра к гнезду “4” макета, а другой шнур поочередно подключили к гнездам “2” и “5”. Результаты измерений занесены в таблицу 5.
Таблица 5
|
φ 2 В |
φ 3 В |
Расчёт |
2,973 |
2,432 |
Эксперимент |
2,973 |
2,432 |
3.5 Проверка выполнения второго правила Кирхгофа для контура 4,2,5,4
Согласно второму правилу Кирхгофа в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на нагрузках. Поэтому для выполнения данного пункта программы мы замерили напряжения на зажимах источников Е2 и Е3 и напряжения на резисторах R2, R3, R4 При измерениях были учтены полярности напряжений, приняв за направление обхода контура при проведении измерений направление контурного тока I22 на рисунке 2 (переключаясь вольтметром с одного элемента на другой переносить оба шнура, не изменяя их последовательности). Результаты измерений были занесены в таблицу 6.
Таблица 6
Е2 В |
Е3 |
Сумма ЭДС В |
Ur2 В |
Ur3 В |
Ur4 В |
Алгебраическая сумма напряж. |
3 |
-5 |
-2 |
0,027 |
0,540 |
-2,568 |
-2 |