Последовательное, параллельное и смешанное соединения элементов на постоянном и переменном токах
Способы включения элементов электрических цепей. Экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, измерение основных электрических величин схем с последовательным и параллельным соединением активных сопротивлений для постоянного и переменного тока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2014 |
| Размер файла | 45,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Последовательное, параллельное и смешанное соединения элементов на постоянном и переменном токах
Цель работы: изучение способов включения элементов электрических цепей, экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа а также измерение основных электрических величин на постоянном и переменном токе.
Теоретические данные:
Мгновенные значения напряжения и тока характеризуют режим работы устройства и называются параметрами режима или характеристиками режима.
Величины R(Ом), L(Гн), C(Ф) зависят от свойств самого устройства, его конструкции и являются параметрами этого устройства.
Те или иные соединения этих элементов называются электрической цепью, а графическое изображение цепи - электрической схемой.
Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает, как осуществляется соединение элементов рассматриваемой цепи. В электрической схеме соединения элементов образуют ветви, узлы, контуры.
Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами, по которым протекает один и тот же ток.
Узел есть место соединения 3-х или большего числа ветвей.
Контур есть любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям в электрической схеме.
Ветви, присоединенные к одной паре узлов, называются параллельными.
ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1. Закон Ома
2. Первый закон Кирхгофа - закон баланса токов.
Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна 0.
= 0 Электрический заряд в узле не накапливается.
3. Второй закон Кирхгофа.
Алгебраическая сумма э.д.с. источников питания в любом контуре равна алгебраической сумме падений напряжения на элементах этого контура.
электрический схема ток
4. Закон Джоуля-Ленца.
Энергия, выделяемая на сопротивлении R при протекании по нему тока I, пропорциональна произведению квадрата силы тока и величины сопротивления.
(джоулей) или (Втс)
1 Вт.час = 3600 дж
Режим постоянного тока.
Простыми цепями постоянного тока называются цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении приемников.
Если ток постоянный, то отсутствует явление самоиндукции, и напряжение на катушке индуктивности будет определяться только величиной падения напряжения на активном сопротивлении.
Если рассматривать конденсатор как идеальную емкость, то в цепи постоянного тока эта ветвь равносильна разомкнутой.
Постоянный ток через емкость не проходит.
Таким образом, в цепи постоянного тока остаются только источники э.д.с. или тока - активные элементы и приемники, резисторы - пассивные элементы.
Последовательное соединение приемников.
E = IR1 + IR2 + + IRn = I( R1 + R2 + + Rn) = I Rэкв
Rэкв= Ri - при последовательном соединении сопротивления складываются
Параллельное соединение приемников.
При параллельном соединение приемников напряжение на всех приемниках одинаково.
По закону Ома токи в каждой ветви
, , ... ,
По первому закону Кирхгофа общий ток
При параллельном соединении складываются проводимости.
Смешанное соединение - комбинация первых двух
Измерение напряжения осуществляется вольтметром, подключаемым непосредственно на зажимы исследуемого участка электрической цепи.
Измерение тока осуществляется амперметром, включаемым последовательно с элементами исследуемой цепи.
Измерение мощности и сдвига фаз в цепях переменного тока производится с помощью ваттметра и фазометра. Эти приборы имеют две обмотки: неподвижную токовую, которая включается последовательно, и подвижную обмотку напряжения, включаемую параллельно.
На данных лабораторных стендах мощность, сдвиг фаз, сопротивление участка электрической цепи вычисляется компьютером по показаниям двух приборов - амперметра и вольтметра, подключенных к этому участку.
Ход работы:
Таблица 1:Схема с последовательно соединенными активными сопротивлениями
|
I, мA |
U1, B |
U2, B |
Uобщ, B |
Р1, мBт |
Р2, мBт |
Робщ, мBт |
||
|
Расчет |
31,25 |
4,69 |
10,3 |
15 |
146,48 |
322,27 |
468,75 |
|
|
Эксперимент |
30,4 |
4,7 |
10 |
14,7 |
146,5 |
305,5 |
448,5 |
|
|
Абсолютная погрешность |
0,85 |
-0,01 |
0,3 |
0,3 |
-0,02 |
16,77 |
20,25 |
|
|
Относительная погрешность |
2,72 |
0,2 |
2,9 |
2 |
0,014 |
5,2 |
4,32 |
R1=150 (Ом); R2=330 (Ом).
Таблица 2: схема с параллельно соединенным активным сопротивлением
|
I, мA |
I2, мA |
I3, мA |
Uобщ, B |
Р2, Bт |
Р3, Bт |
Робщ, Bт |
||
|
Расчет |
132 |
100 |
32 |
15 |
1,5 |
0,48 |
1,98 |
|
|
Эксперимент |
126,3 |
96,6 |
30,1 |
14,7 |
1,46 |
0,44 |
1,86 |
|
|
Абсолютная погрешность |
5,7 |
3,4 |
1,9 |
0,3 |
0,04 |
0,04 |
0,12 |
|
|
Относительная погрешность |
4,3 |
3,4 |
5,9 |
2 |
2,7 |
8,3 |
6,06 |
R2=150 (Ом); R3=470 (Ом).
Таблица 3: схема со смешанным соединением.
|
Е, В |
U1, B |
U2,3, B |
I1, мА |
I2, мA |
I3, мA |
P1, мВт |
P2, мВт |
P3, мВт |
R23, Ом |
Rобщ, Ом |
||
|
Расчет |
15 |
11,15 |
3,84 |
33,8 |
25,6 |
8,17 |
377 |
98,3 |
31,4 |
113,7 |
443,7 |
|
|
Эксперимент |
15 |
11,1 |
4 |
33,8 |
25,6 |
8,3 |
374,5 |
103 |
32,5 |
117 |
443,3 |
|
|
Абсолютная погрешность |
0 |
0,05 |
-0,16 |
0 |
0 |
-0.13 |
2,5 |
-4,7 |
-1,1 |
-3,3 |
0,4 |
|
|
Относительная погрешность |
0 |
0,45 |
4,17 |
0 |
0 |
1,59 |
0,66 |
4,78 |
3,5 |
2,9 |
0,09 |
R1=330 (Ом); R2=150 (Ом); R3=470 (Ом).
Проверка 1 закона Кирхгофа:
I1 = I2 + I3=25,6+8,3=33,9 (33,8)
Проверка 2 закона Кирхгофа:
E = U1 + U2=11,1+4=15,1 (15)
Вывод
В данной лабораторной работы мы изучили способы включения элементов электрических цепей; экспериментально проверили законы Ома и Кирхгофа, в результате проверки получили величину, отличную от теоретической на 0,1, данное отклонение объясняется не точным измерением.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Исследование неразветвленной и разветвленной электрических цепей постоянного тока. Расчет нелинейных цепей постоянного тока. Исследование работы линии электропередачи постоянного тока. Цепь переменного тока с последовательным соединением сопротивлений.
методичка [874,1 K], добавлен 22.12.2009Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.
курсовая работа [145,0 K], добавлен 16.04.2009Основные элементы и характеристики электрических цепей постоянного тока. Методы расчета электрических цепей. Схемы замещения источников энергии. Расчет сложных электрических цепей на основании законов Кирхгофа. Определение мощности источника тока.
презентация [485,2 K], добавлен 17.04.2019Решение линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Схема замещения электрической цепи, определение реактивных сопротивлений элементов цепи. Нахождение фазных токов.
курсовая работа [685,5 K], добавлен 28.09.2014Применение методов наложения, узловых и контурных уравнений для расчета линейных электрических цепей постоянного тока. Построение потенциальной диаграммы. Определение реактивных сопротивлений и составление баланса мощностей для цепей переменного тока.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.07.2013Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение реактивного сопротивления элементов, составление баланса активных и реактивных мощностей с целью исследования переходных процессов в одно- и трехфазных электрических цепях.
контрольная работа [8,2 M], добавлен 14.05.2010Применение метода междуузлового напряжения при анализе многоконтурной электрической схемы, имеющей два потенциальных узла. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Цепи с параллельным, последовательно-параллельным соединением резистивных элементов.
презентация [1,8 M], добавлен 25.07.2013Расчет электрических цепей переменного тока и нелинейных электрических цепей переменного тока. Решение однофазных и трехфазных линейных цепей переменного тока. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Способы энерго- и материалосбережения.
курсовая работа [510,7 K], добавлен 13.01.2016Анализ состояния цепей постоянного тока. Расчет параметров линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом. Разработка схемы и расчет ряда показателей однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока.
курсовая работа [408,6 K], добавлен 13.02.2015Понятие и разновидности электрических схем, их отличительные признаки, изображение тех или иных предметов. Идеальные и реальные источники напряжения и тока. Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Баланс мощности в цепи постоянного тока.
презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2010
