2. Задание на эксперимент

2.1. Ознакомиться с измерительными приборами и оборудованием панелей стенда, на которых смонтированы элементы исследуемой цепи (см. рис. 1, а). Записать в отчет по лабораторной работе технические данные измерительных приборов (тип, система, род тока, пределы измерения, класс точности) и оборудования, используемого при выполнении работы.

2.2. Установить на цифровом вольтметре V типа В7 - 22А предел измерения постоянного напряжения 20 В, нажав последовательно кнопки “-” и “20”; концы измерительных проводов вставить в гнезда “*” и “0 - 1000 V - “.

2.3. Собрать электрическую цепь (см. рис. 1, а), используя соединительные и измерительные провода. Движок регулятора Р источника питания Е₁ установить в крайнее левое положение. Предъявить собранную цепь преподавателю или лаборанту.

2.4. Провести измерения токов I₁, I₂, I₃ и напряжения U₁₀ в электрической цепи, для чего:

а) включить тумблер подключения стенда к питающей сети, расположенный под откидным столом с правой стороны;

б) включить источники питания Е₁ и Е₂, нажав последовательно три кнопки: “Сеть, ВКЛ”, “Постоянное” и “Стабилизированное” напряжения. Затем, поворачивая плавно движок регулятора Р, увеличить напряжение на выходе источника питания Е₁ от нулевого его значения до значения, выбранного при проведении расчетов (см. п. 1.1, в), контролируя его по вольтметру V (см. рис. 1, а); для измерения узлового напряжения U₁₀ подключите цифровой вольтметр V к точкам 1 и 0.

в) записать показания всех приборов в табл. 2;

г) выключить источники питания и показать результаты измерений преподавателю или лаборанту.

Таблица 2

Установлено		Измерено (см. п. 2.4)				Измерено (см. п. 2.5)
Е1, В	Е2, В	I1, A	I2, A	I3, A	U10, B	U10X, B	IЗК, А	Rвт, Ом
Одно из ряда: 10, 12, 14, 16	12

2.5. Провести измерение напряжения холостого хода U_10X (при разомкнутой третьей ветви) и тока которого замыкания I_ЗК, для чего:

а) разомкнуть ветвь с резистором R₃ (см. рис. 1, б);

б) включить источники питания;

в) установив напряжение источника напряжения с ЭДС Е₁, равное тому же значению, что и в предыдущих экспериментах и при расчетах домашнего задания, измерить напряжение U_10Х и занести его значение в табл. 2;

г) выключить стенд, соединить перемычкой П (см. рис. 1, в) точки 2 и 0;

д) включить стенд, установить необходимое напряжение источника питания Е₁ (см. п. в) и измерить ток короткого замыкания I_ЗК;

е) рассчитать внутреннее сопротивление эквивалентного генератора по формуле

R_вт = U_10Х / I_ЗК; (12)

ж) занести значения R_вт и I_ЗК в табл. 2;

з) выключить стенд, показать результаты измерений преподавателю или лаборанту и по их указанию разобрать электрическую цепь. Привести рабочее место в исходное состояние.

Г. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Проверить справедливость первого (1ЗК) и второго (2ЗК) законов Кирхгофа, используя данные табл. 2:

1ЗК, узел 1 (см. рис. 1, а):

I1 + I2 - I3 = 0 ;

(13)

2ЗК для левого контура:

E1 - E2 = R1I1 - R2I2 или Е1 = R1I1 + U10;

(14)

2ЗК для правого контура:

Е2 = R2I2 + R3I3 или E2 = R2I2 + U10.

(15)

2. Проверить справедливость основных методов расчета электрических цепей: МКТ, МУН и МЭГ, определив относительную погрешность расчетных (I_P, U_P, согласно табл. 1) и экспериментальных (I_Э, U_Э, см. табл. 2) значений соответствую­щих токов и напряжений:

I% = (IP - IЭ)*100 / (IP) и U% = (UP - UЭ)*100 / (UP).

(16)

Данные расчета погрешностей I% и U% занести в табл. 1. Значения погрешностей не должны превышать  5%.

Д. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы.

2. Электрическая схема исследуемой цепи (рис. 1), вычерченная по ГОСТ.

3. Перечень электроизмерительных приборов и их технические данные.

4. Результаты измерений и расчетов, сведенные в таблицы 1 и 2.

5. Расчетные формулы для определения токов основными методами.

6. Результаты промежуточных расчетов.

7. Краткие выводы по работе.

Е. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Уметь собирать электрические цепи, подобные исследуемой, и пользоваться имеющимися приборами.

2. Как определить опытным путем параметры источника напряжения: ЭДС и внутреннее сопротивление?

3. Знать законы Ома и Кирхгофа и уметь ими пользоваться.

4. Знать основные методы расчета электрических цепей (метод законов Кирхгофа, МКТ, МУН, МЭГ) и уметь ими пользоваться применительно к двух-трех контурным цепям, которые будут Вам предложены при защите работы.

5. Как найти собственные сопротивления контуров и собственные проводимости узлов?

6. Дайте определения контурного тока, узлового и межузлового напряжений.

7. Как определить контурные ЭДС в электрической цепи при использовании МКТ и узловые токи при использовании МУН?

8. Как определить межузловые проводимости (МУН), общее сопротивление двух соседних и отдаленных контуров (МКТ)?

9. Обоснуйте удобства применения обобщенного закона Ома для расчета токов ветвей с источниками напряжений. Поясните правила знаков для ЭДС и узлового (межузлового) напряжения в формуле этого закона.

10. Определите, какой метод (МКТ или МУН) расчета линейной электрической цепи, имеющей 10 ветвей и 5 узлов, более оптимален (дает меньший порядок системы уравнений).

ЛИТЕРАТУРА

1. Электротехника и основы электроники. Учебник для вузов /Под ред. О. П. Глудкина и Б. П. Соколова. - М.: Высшая школа, 1993.

2. Рекус Г. Г., Чесноков В. Н. Лабораторные работы по электротехнике и основам электроники. - М.: Высшая школа, 1989.

ОГЛАВЛЕНИЕ

А. Цель работы 3

Б. Описание схемы исследуемой цепи и экспериментальной установки 3

В. Порядок выполнения работы 4

1. Расчетное (домашнее) задание 4

2. Задание на эксперимент 6

Г. Анализ полученных результатов 7

Д. Содержание отчета 8

Е. Вопросы и задания для самопроверки 8

Литература 9

Алексей Лукич Марченко