Материал: 1 Лаба

2

1 Введение

Целью лабораторной работы: экспериментально проверить свойства реальных источников питания; основополагающие законы электротехники

(первого и второго законов Кирхгофа); правила эквивалентного преобразования электрических схем.

3

2 Основные теоретические положения

Свойства источника электрической энергии описываются зависимостью

U(I), называемой внешней характеристикой источника. Если зависимость U(I)

представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, то резистор называется линейным и описывается соотношением, называемым законом Ома.

=

Первое правило Кирхгофа вытекает из того, что в узле не могут накапливаться и расходоваться заряды. Данное правило применимо также к любому контуру или замкнутой поверхности, охватывающей часть электрической цепи, поскольку ни в каком элементе, ни в каком режиме заряды одного знака накапливаться не могут.

Второе правило Кирхгофа вытекает из того, что в узле не могут накапливаться и расходоваться заряды. Данное правило применимо также к любому контуру или замкнутой поверхности, охватывающей часть электрической цепи, поскольку ни в каком элементе, ни в каком режиме заряды одного знака накапливаться не могут. Оно устанавливает баланс напряжений в контурах электрической цепи и вытекает из закона сохранения энергии.

Преобразование электрических схем.

В электротехнике существует два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла.

При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами,

объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом

4

величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин,

обратных сопротивлениям параллельно включённых проводников.

Одной из основных задач в электротехнике является расчет параметров работы электрической цепи, который заключается в определении некоторых параметров на основе исходных данных, из условия задачи. На практике используют несколько методов расчёта цепей. Один из наиболее простых базируется на применении эквивалентных преобразований, позволяющих упростить цепь.

Метод эквивалентных преобразований заключается в том, что электрическую цепь или ее часть заменяют более простой по структуре электрической цепью. При этом токи и напряжения в непреобразованной части цепи должны оставаться неизменными, т. е. такими, каким они были до преобразования. В результате преобразований расчет цепи упрощается и часто сводится к элементарным арифметическим операциям. При использовании данного метода необходимо знать, как осуществляется преобразование при последовательном и параллельном соединении для различных элементов.

Внешний вид лицевой панели макета со схемой электрической принципиальной приведен на рисунке 1. Питание макета осуществляется от сети переменного то ка 220 В, 50 Гц.

Макет содержит один источник питания с внутренним сопротивлением rвн

и электродвижущей силой (э.д.с.) Е, которая может регулироваться с помощью соответствующего потенциометра в диапазоне от 1,5 В до 9 В, и ряд нагрузок

(резисторов). Значения ЭДС по вариантам приведены в таблице 1. Значения сопротивлений нерегулируемых резисторов приведены в таблице 2, дискретно регулируемых – в таблице 3.

5

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Рисунок 1 – Макет со схемой электрической принципиальной