Добавил:
Studfiles2 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

/ Лабораторная работа №5

.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
01.05.2014
Размер:
195.58 Кб
Скачать

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ N5

по дисциплине "Ф И З И К А"

«ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ В ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА»

Преподаватель:

студент гр. 0341 Юбрин А.Н.

Санкт-Петербург

2001

Протокол Наблюдений

Выполнил: Юбрин А.Н.

Дата:

Проверил:

Источник G1 1=

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I, мА

R1,Ом

Uc, В

Источник G22=

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I, мА

R1,Ом

Uc, В

Цель работы;экспериментальное исследование зависимости по­лезной мощности, полной мощности и коэффициента полезного дейст­вия (КПД) источника от отношения сопротивлений нагрузки и источ­ника.

Приборы, и принадлежности:стенд для сборки измерительной цепи: два источника с различными электродвижущими силами (ЭДС);

миллиамперметр и вольтметр; переменный резистор.

Методика измерений.Источник ЭДСс внутренним сопротивле­нием Riнагруженный на внешнее сопротивление R1, создает в цепи ток (рис.1) I=/(R1+Ri). Полная мощность P=EI, развиваемая источником, делится между нагрузкой и источником следующим образом

Ri R1

Рис 1.

где Pe=IUe-мощность, выделяющаяся в нагрузке (полезная); Pi=IUi

  • мощность, выделяющаяся на внутреннем сопротивлении источника;

eиi- падения напряжения на нагрузке и на внутреннем сопротивлении источнике, соответственно;  -КПД источника. С увеличе­нием внешнего сопротивления от нуля (короткое замыкание) до бес­конечности (разомкнутая цепь) напряжение Ueвозрастает от нуля до значения равного ЭДС, а ток в цепи уменьшается отIкз=/Ri при коротком замыкании до нуля при разомкнутой цепи. Мощность Pe равна нулю как при коротком замыкании, так и при разомкнутой цепи .Максимальная полезная мощность Pe maxдостигается, когда R1=Ri, при так называемом согласовании сопротивлений источ­ника и нагрузки. В этом случае Pemax=2/4Ri.Полная мощность Р с увеличением сопротивления нагрузки уменьшается и в режиме согласования составляет P=2/(2Ri), т.е. половину мощности, развиваемой источником в режиме короткого замыкания: Ркз=2/Ri.

Напряжение Ueв режиме согласования равно; половине ЭДС

КПД источника равен нулю при коротком замыкании и единице при разомкнутой цепи; в согласованном режиме =0,5.

Схема установки для исследования цепи постоянного тока пред­ставлена на рис.2. Переключателем SB1источники G1и G2,с различными ЭДС и внутренними сопротивлениями могут быть поочередно подключены к нагрузке R1. Ток I и напряжение Ueна ре­зисторе R1. измеряют миллиамперметром PA1и вольтметром PV1. Режим разомкнутой цепи осуществляется отключением нагрузки кнопкой SB2; показание вольтметра при этом равно ЭДС источника.

Рис. 2.

Расчет лабораторной работы:

Источник G1 1=7,4В

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I, мА

9

8,4

7,8

7,2

6,4

5,8

5,0

4,2

3,6

2,4

Uc, В

0

0,6

1,2

1,8

2,4

3,0

3,6

4,2

4,8

5,8

Pe,мВт

0

5,04

9,36

12,96

15,36

17,4

18

17,64

17,28

13,92

P,мВт

66,6

62,16

57,72

53,28

47,36

42,92

37

31,08

26,64

17,76

=Ue/

0,00

0,08

0,16

0,24

0,32

0,41

0,49

0,57

0,65

0,78

R1/Ri

0,000

0,088

0,194

0,321

0,480

0,682

0,947

1,313

1,846

3,625

Источник G22=6,2В

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I, мА

10

9,2

8,6

7,8

7,0

6,4

5,6

4,8

4

2,0

Uc, В

0

0,6

1

1,6

2

2,6

3

3,6

4

5

Pe,мВт

0

5,52

8,6

12,48

14

16,64

16,8

17,28

16

10

P,мВт

62

57,04

53,32

48,36

43,4

39,68

34,72

29,76

24,8

12,4

=Ue/

0,00

0,10

0,16

0,26

0,32

0,42

0,48

0,58

0,65

0,81

R1/Ri

0,00

0,11

0,19

0,35

0,48

0,72

0,94

1,38

1,82

4,17

Мощность в режиме короткого замыкания:

Pemax=2/4Ri; Pкз=2/Ri=4Pemax

Pemax1= Pemax2=

Pкз1=Pкз2=

Сопротивления источников

R1=1/Pкз1=R2=2/Pкз2=

Вывод: Путем экспериментального исследования источников 1 и 2 с разной ЭДС (ЭДС1>ЭДС2) и разным сопротивлением R1>R2 было получено, что у источника 1 полная полезная мощность меньше, чем у 2, но КПД источника 1 больше чем у источника 2. Это связано с тем, что сопротивление прямо пропорционально мощности и обратно пропорционально КПД.

Графики функций: Синий ЭДС1, Розовый ЭДС2.

P(R1/Ri)(R1/Ri)

Pe(R1/Ri)

Указания по выполнению наблюдений и обработке результатов

  1. Собрать схему, включить установку.

  2. Измерить ЭДС 1источника G1

3. Подключить к источнику G1внешнюю цепь. Меняя сопротив­ление нагрузки R1, измерить зависимость I=f(Ue). Изменение режима схемы проводить равномерно от наименьшего до наибольшего показаний миллиамперметра, сняв таким образом 10-12 совместных значений силы тока и напряжения.

4 Повторить наблюдения по пп.2: к 3 с источником G2. 5. Вычислить для каждой пары значений тока I.и напряже­ния Ueзначения Р , Рe,, R1/Ri=ue/(e-ue) для обоих источников.

6.Построить на одном рисунке для каждого источника зависи­мости Р , Ре,, от отношения R1/Ri

7. По полученным дaнным определить для каждого источника Pemax, Pкзи внутренние сопротивления Ri, источников.