Материал: 1 Лаба
6
Трехпозиционный переключатель SA1 позволяет выбрать один из трех режимов работы макета: в положении “1” к источнику питания подключена правая часть схемы с резисторами R7....R11; в положении “хх” (холостой ход)
источник отключен от нагрузок, то есть работает на холостом ходу; в положении
“2” к источнику подключена левая часть схемы с резисторами R1....R6.
В ходе работы измерительные приборы используются в режиме вольтметра. Неправильное включение прибора в цепь может привести к травмам и повреждению приборов.
7
3 Ход работы
3.1 Экспериментальное получение внешней характеристики источника питания
Внешней характеристикой называется зависимость напряжения на
зажимах источника U56 от тока источника I.
Величина э.д.с. Е задается преподавателем.
Значение Е на макете выставлять, установив переключатель SA1 в
положение “хх”.
Для снятия внешней характеристики установить переключатель SA1 в
положение “1”, тумблер S1 в разомкнутое положение, подключиться одним вольтметром к выходным зажимам источника (к гнездам “5” и “6”), вторым вольтметром к гнездам “7” и “9”. Между этими гнездами включен резистор R8,
служащий для измерения тока источника. Ток источника пересчитывается из
измеренного напряжения на резисторе UR8 |
по закону Ома: |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
I = UR8/ R8 |
|
|
|
|
|||
Изменяя в возможных пределах значения сопротивлений резисторов R10 и |
|||||||||||
R 11, заполнена таблица 4 для 8 точек. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R10 + R11, |
185 |
210 |
217 |
|
225 |
|
242 |
260 |
292 |
300 |
∞ |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U56, В |
2,41 |
2,41 |
2,42 |
|
2,42 |
|
2,42 |
2,43 |
2,43 |
2,44 |
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UR8, В |
1,07 |
1 |
0,97 |
|
0,96 |
|
0,91 |
0,82 |
0,76 |
0,75 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА |
7,13 |
6,67 |
6,47 |
|
6,07 |
|
5,47 |
5,47 |
5,07 |
5 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя данные таблицы 4, построен график внешней характеристики
на рисунке 3.
8
Рисунок 2 - График внешней характеристики U56(I)
3.2 Рассчитать внешнюю характеристику
Точки внешней характеристики рассчитываются по следующим соотношениям:
U56 = E – I*rвн
I = E/ (rвн + R8+ R10+ R11)
Расчеты внешней характеристики занесены в таблицу 5 для 8 точек.
Таблица 5
R10 + R11, В |
185 |
210 |
217 |
225 |
242 |
260 |
292 |
300 |
∞ |
U56, В |
2,43 |
2,43 |
2,43 |
2,43 |
2,44 |
2,44 |
2,44 |
2,46 |
2,5 |
I*rвн, В |
0,072 |
0,068 |
0,066 |
0,065 |
0,062 |
0,06 |
0,055 |
0,054 |
0 |
I, мА |
7,25 |
6,76 |
6,63 |
6,49 |
6,22 |
5,95 |
5,53 |
5,43 |
0 |
9
Рисунок 3 – График внешней экспериментальной характеристики
3.3 Проверить выполнение первого правила Кирхгофа для узла «2»
Для проведения проверки переключатель SA1 установить в положение “2” и выставить значения сопротивлений резисторов R2 и R4 в соответствии с номером варианта из таблицы 6.
Таблица 6
Элементы |
|
|
|
|
|
Вариант № |
|
|
|
|
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
|
|||||||||||||||
R2, Ом |
174 |
200 |
340 |
400 |
174 |
200 |
174 |
340 |
400 |
200 |
174 |
340 |
200 |
340 |
|
R3, Ом |
282 |
300 |
600 |
300 |
680 |
282 |
680 |
680 |
680 |
680 |
680 |
680 |
300 |
600 |
|
R4, Ом |
500 |
425 |
362 |
500 |
425 |
362 |
500 |
500 |
500 |
500 |
362 |
425 |
500 |
425 |
|
Для проведения измерений использовать один вольтметр. Один шнур вольтметра подключить к гнезду “2”, а другой поочередно подключать к гнездам “1”, “3” и “4” для измерения токов в ветвях с резисторами R2, R4 и R5
соответственно (токи пересчитываются по закону Ома из измеренных напряжений на резисторах). Результаты измерений занесены в таблицу 7.
10
Таблица 7
Элемент |
R3 |
R4 |
R6 |
Сопротивление, Ом |
200 |
425 |
150 |
|
|
|
|
Напряжение, мВ |
1360 |
-160 |
-970 |
Ток в ветви, мА |
6,8 |
-0,38 |
-6,47 |
Алгебраическая сумма токов узла, мА |
-0,05 |
||
|
|
|
|
3.4 Проверить выполнение первого правила Кирхгофа для узла “3”
Измерения производятся аналогично тому, как это было сделано в предыдущем пункте программы.
Результаты измерений занесены в таблицу 8.
Таблица 8
Элемент |
R3 |
R4 |
R6 |
Сопротивление, Ом |
300 |
425 |
150 |
|
|
|
|
Напряжение, мВ |
1520 |
160 |
-820 |
Ток в ветви, мА |
5,07 |
0,38 |
-5,47 |
|
|
|
|
Алгебраическая сумма токов узла, мА |
-0,02 |
||
|
|
|
|
3.5 Проверить выполнение второго правила Кирхгофа для замкнутого контура на резисторах R2, R3, R4
Измерения напряжений на резисторах производить с помощью одного вольтметра. При измерениях напряжений выбрать направление обхода замкнутого контура (по часовой стрелке либо против часовой стрелки) и
переносить последовательно с элемента на элемент оба шнура вольтметра.
Результаты измерений занесены в таблицу 9.