elektorotekhnikaЛАБА1

Цель: овладеть, методикой измерения сопротивлений и определения вольт-амперных характеристик пассивных двухполюсников, а также овладеть методами измерения параметров двухэлементных схем замещения активных двухполюсников.

Задание:

1. Измерить сопротивление резисторов, включенных между зажимами A-x, B-y, C-z.

2. По результатам измерений (п.1) рассчитать максимально допустимый ток через резистивные элементы и значение максимально допустимого, напряжения на каждом резистивном элементе, если известно, что допустимая мощность рассеивания резисторов на съемной панели № 4 равна 100 Вт.

3. Собрать электрическую цепь по схеме (см. рисунок). Включить источник питания 0 - 240 В. При разомкнутых ключах К1-К6 (положение вниз) установить напряжение на входе схемы равным 0,5 U_расч . Снять показания приборов при поочередном замыкании ключей К1-К6. Результат записать в таблицу.

4. В электрической цепи по схеме рисунка амперметр с пределом измерения 0 - I А заменить на амперметр с пределом 0-5. Снять вольт-амперную характеристику резистивной нагрузки. Для чего при включенных ключах К1-К6, меняя входное напряжение, снимать показания приборов. Результаты записать в таблицу.

5. При замкнутых ключах К1-К6 установить входное напряжение цепи равным 80 В. Измерить ток в цепи, затем разомкнуть ключи и измерить напряжение на входе схемы U_хх. Рассчитать ЭДС и внутреннее сопротивление источника питания.

6. По результатам измерения и расчета (пп. 4 и 5) построить вольт-амперные характеристики источника питания и нагрузки.

Учебно-исследовательская работа

Определить коэффициент полезного действия источника питания при последовательном соединении резистивных элементов фазы А-х В-у, если один из резистивных элементов фазы А-х считать сопротивлением линии электропередачи, а резистивные элементы фазы В - переменной нагрузки.

Методические указания.

1. При расчете допустимого тока через резистивный элемент необходимо воспользоваться формулой допустимой тепловой мощности рассеиваемой этим элементом

P_доп=I_допR, откуда I_доп=(P_доп/R)^1/2

При известных P_доп и R можно определить максимально допустимое напряжение на исследуемом резистивной элементе

Р_доп=U_макс/R, откуда U_макс=(Р_допR)^1/2

2. При измерении параметров схемы замещения неидеального источника ЭДС можно воспользоваться методом двух режимов:

а) режим холостого хода. При этом измеряется напряжение на зажимах источника питания при отключенной нагрузке (все ключи на рисунке разомкнуты), которое численно равно ЭДС, т.е. U_АУхх=Е

б) режим нагрузки. При этом измеряется ток I_н и напряжение U_АУн между точками А и У { см. рисунок) при некоторой нагрузке, например, при замкнутых ключах КЗ, К6 тогда

R_1н=(U_АУхх-U_АУн)/I_н

3. Для расчета коэффициента полезного действия источника питания необходимо измерить мощность, отдаваемую источником Р_отд=I_нU_АУн, и мощность, потребляемую нагрузкой P_н=I_нU_ву тогда

ɳ=Р_н/Р_отд=(I_нU_ву)/(I_нU_АУн)=U_ву/U_АУн

Схема

Ход работы

1. Измерить сопротивление резисторов, включенных между зажимами А-х, В-у и С-z. Результаты измерения записать в таблицу № 1.

Таблица №1

Прибор измерения					R5				R9
Омметр	430	423	465	432	416	430	436	417	408

2. По результатам измерений (1) рассчитать максимально допустимый ток и максимально допустимое напряжение.

Iдоп =; Uмакс =;

Таблица№2

(A)
=0.4822	=207.36
=0.4862	=205.67
=0.4637	=215.63
=0.4811	=207.84
Iдоп5=0.4903	Uмакс5=203.96
=0.4823	=207.36
=0.479	=208.8
=0.4897	=204.12
Iдоп9=0.495	Uмакс9=201.99

3. Снять показания приборов при поочередном замыкании ключей К1-К6.

Таблица№3

№	Опыт				Расчёт
	U,В	,А	Р,Вт	R1,Ом		R2,Ом		R4,Ом	R5,Ом	R6,Ом
1	60	0,14	9,6	428,5
2	60	0,143	9,9			419,6
3	60	0,139	9,5				431,6
4	60	0,142	9,9					422,5
5	60	0,14	9,9						428,5
6	60	0,14	9,7							428,5

4. В электрической цепи по схеме рисунка амперметр с пределом измерения 0 - 1 А заменить на амперметр с пределом 0 – 5 А. Снять вольт --амперную характеристику резистивной нагрузки.

U,В	10	15	20	30	40	45	50	60
,А	0,14	0,2	0,28	0,43	0,56	0,62	0,67	0,8

; = (63 – 60)/0.84= 3.57 Ом

Фаза А – R₁ ; R₄ в параллеле с R₆

Определим КПД

ɳ=Р_н/Р_отд=(I_нU_ву)/(I_нU_АУн)=U_ву/U_АУн;

U_АУн=59,3 В; U_ВУ=18 В;

ɳ=(18/59,3)*100%=31%

Вывод: в ходе лабораторной работы было измерено сопротивление резисторов цифровым омметром и рассчитаны максимально допустимые значения напряжений и токов каждого из них при допустимой мощности равной 100 Ватт. Все устройства будут работоспособны, если мощность, выделяемая в них, не превысит допустимую для этого нужно выбрать минимальные напряжение и ток. Далее при установленном напряжении, равном 60 В и измеренных токов при известном напряжении было найдено сопротивление резисторов расчетным путем. Значения сопротивлений измеренных омметром и посчитанных расчетным путем расходились, отклонение не превысило 3%. Точным следует считать значения сопротивлений, измеренные цифровым омметром. Затем заменив амперметр с пределом измерения 0 - 1 А на амперметр с пределом 0 – 5 А была снята вольт-амперная характеристика, по значениям напряжений и токов построен график, на котором виден характер вольт-амперной характеристики – прямая линия, чем больше напряжение, тем больше ток. Была снята вольт-амперная характеристика источника питания, по которой видна прямо пропорциональная зависимость, чем больше ток, тем меньше напряжение. Составлена схема, по которой найдено ЭДС эквивалентного источника равное 63 В, которое равно напряжению холостого хода и внутреннее сопротивление источника равное 3,57 Ом.

6