МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный педагогический университет

имени Козьмы Минина»

Факультет управления и социально-технических сервисов

Контрольная работа

(Заочное отделение)

По дисциплине: «Общая электротехника и электроника»

Тема: «Исследование сложной цепи постоянного тока»

Вариант 3

Выполнил:

студент группы АСЗ-13-1

Барабанов А.С.

Проверил:

к.б.н., доцент

Кривенкова Е.Н.

Нижний Новгород

2014 г.

Содержание

1.Лабораторная работа № 1 «Исследование сложной

электрической цепи постоянного тока»

2.Лабораторная работа № 2 «Исследование цепи

переменного тока с параллельным соединением

активного и емкостного сопротивлений»

3.Лабораторная работа № 3 «Исследование трехфазной

цепи с приемниками, соединенными треугольником»

4.Расчет электрических цепей и соединений

в схемах управления автомобильного транспорта

4.1 Задача № 4

4.2 Задача № 5

1.Лабораторная работа № 1. «Исследование сложной электрической цепи постоянного тока»

Цель работы. Опытным путем проверить первый и второй законы Кирхгофа. Измерить и проверить расчетом потенциалы точек контура сложной электрической цепи. Построить потенциальную диаграмму.

Порядок выполнения работы.

1. В рабочем режиме с помощью амперметров А1-А3 измерить токи I₁, I₂, I₃, а с помощью вольтметра V измерить напряжения U₁₆ U₁₂ U₂₃ U₃₄ U₄₅ U₅₆ U₂₅ исследуемой схемы. Результаты измерений занести в табл. 1.

Рис.1 Вид электрической схемы исследуемой цепи в программе ВЭЛ.

2. Измерить ЭДС источников питания Е₁ и Е₂. Измерения следует проводить в режиме холостого хода. Данные измерений также записать в табл.1.

Таблица 1.

Е1	Е2	I1	I2	I3	U16	U12	U23	U34	U45	U56	U25
В	В	А	А	А	В	В	В	В	В	В	В
80	40	4,79	-2,85	7,64	78,19	19,96	-8,89	38,89	-4,44	32,67	25,56

3. Принять за ноль потенциал точки, заданной преподавателем и измерить потенциалы всех точек. При измерении потенциалов отрицательный вывод вольтметра соединяется с точкой, потенциал которой принят за ноль. Положительный вывод вольтметра соединяют с точкой, в которой измеряют потенциал. Значения потенциалов следует записывать с учетом знака. Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2

1	2	3	4	5	6
В	В	В	В	В	В
11,07	-8,89	0	-38.89	-34,44	-67,11

4. Вычислить:

а) внутренние сопротивления источников питания r₁ и r₂ по формулам, выражающим закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС:

r₁ = (E₁ – U₁₆) / I₁ = (80 – 78, 19) / 4, 79 = 0, 38 Oм

r₂ = (E₂ – U₃₄) / I₂ = (40 – 38, 89) / 2, 85 = 0, 39 Ом

б) сопротивления R1 , R2 , R3 , R4 , R5 по формулам, выражающим закон Ома для участка цепи, не содержащего ЭДС:

R1 = U12 / I1 = 19, 96 / 4, 79 = 4, 17 Ом

R2 = U23 / I2 = (-8, 89) / (-2, 85) = 3, 12 Ом

R3 = U25 / I3 = 25, 56 / 7, 64 = 3, 34 Ом

R4 = U45 / I2 = (-4, 44) / (-2, 85) = 1, 56 Ом

R5 = U56 / I1 = 32, 67 / 4, 79 = 6, 82 Ом

Результаты занести в табл. 3;

Таблица 3

r1	r2	R1	R2	R3	R4	R5
Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом
0,38	0,39	4,17	3,12	3,34	1,56	6,82

Результаты вычислений для проверки занести в таблицу 1.3 в компьютере

в) потенциалы точек цепи относительно точки, потенциал которой принят за ноль.

₃ = 0 В

₄ = ₃ – I₂*r₂ – E₂ = 1, 1115 – 40 = -38, 89 B

₅ = ₄ – I₂*R₄ = (-38, 89) – (-2, 85) * 1, 56 = - 34, 44 B

₆ = ₅ – I₁*R₅ = (-34, 44) – 4, 79 * 6, 82 = -67, 11 B

₁ = ₆ – I₁*r₁ + E₁ = (-67, 11) – 4, 79*0, 38 + 80 = 11, 07 B

₂ = ₁ – I₁*R₁ = 11, 07 – 4, 79 * 4, 17 = -8, 89 В

5.Начертить потенциальную диаграмму для внешнего контура, содержащего два источника ЭДС. При построении потенциальной диаграммы по оси абсцисс откладывают нарастающим итогом величины сопротивлений всех резисторов, входящих в контур, а по оси ординат - потенциалы точек схемы, принадлежащих соответствующим резисторам.

6. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа для исследуемой цепи, подставив в эти уравнения вместо сопротивлений и ЭДС их величины. Решить полученную систему и сравнить расчетные токи с измеренными ранее в лабораторной работе.

I₁ = ∆₁ / ∆ = (-539, 2) / (-112, 56) = 4, 79 A

I₂ = ∆₂ / ∆ = (-321, 2) / (-112, 56) = 2,85 A

I₃ = ∆₃ / ∆ = (-860, 4) / (-112, 56) = 7, 64 A

7. Проверить баланс мощностей по равенству:

∑EI = Е₁ * I₁ – E₂ * I₂ = 80 * 4, 79 + 40 * 2, 85 = 497, 2

∑RI² = I₁² * R₁ + I₂² * R₂ + I₃² * R₃ + I₂² * R₄ + I₁² * R₅ + I₁² * r₁ + I₂² * r₂ = (4, 79)² * 4, 17 + (-2, 85)² * 3, 12 + (7, 64)² * 3, 34 + (-2, 85)² * 1, 56 + (4, 79)² * 6, 82 + (4, 79)² * 0, 38 + (-2, 85)² * 0, 39 = 95, 68 + 25, 34 + 194, 95 + 12, 67 + 156, 48 + 8, 72 * 3, 17 = 497, 01

Вывод.

Ознакомился с программой ВЭЛ. Выполнил следующие виды расчетов:

• теоретический (в программе ВЭЛ) – вычислил Е, U, I – данные занес в соответствующие таблицы;

• практический (по формулам) – произвел вычисления тех же величин.

Сравнил оба расчета и результаты получились идентичные.

Произвел вычисления сопротивлений по заданным формулам, полученные результаты для проверки занес в программу – расчет произведен верно.

Экспериментально исследовал метод расчета электрических цепей с помощью составления и решения уравнений по первому и второму законам Кирхгофа. Вычисленные при решение системы уравнений значения токов совпали с результатами, вычисленными в программе ВЭЛ.

Для проверки расчета составил уравнение баланса мощностей, при подстановке значений левая и правая части уравнения получились идентичными.