Исследование простых цепей постоянного тока
Сущность метода преобразования (свертки) схемы. Теоретическая и экспериментальная проверка соотношений между напряжениями и токами, вытекающих из 1-го и 2-го законов Кирхгофа и закона Ома. Расчета токов и напряжений в простых цепях постоянного тока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.11.2011 |
| Размер файла | 32,3 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/
Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Электротехника и электроника»
Лабораторная работа по ТОЭ №1Н
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Минск 2010г.
лабораторная работа № 1Н
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.1 Цель работы
Изучение методов расчета простых цепей постоянного тока.
Изучение методов измерений токов, напряжений и мощностей.
Теоретическая и экспериментальная проверка соотношений между напряжениями и токами, вытекающих из 1-го и 2-го законов Кирхгофа и закона Ома.
Теоретическая и экспериментальная проверка баланса мощностей.
1.2 Исходные данные
Заданы:
Схемы исследуемых резистивных цепей (рис. 1.1, 1.2, 1.3).
Параметры отдельных элементов схем (табл. 1.1).
Рабочие схемы исследуемых цепей и схемы включения измерительных приборов (рис. 1.4, 1.5, 1.6).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица 1.1
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Е1, В |
100 |
95 |
90 |
100 |
95 |
90 |
85 |
90 |
95 |
100 |
|
|
Е2, В |
40 |
35 |
30 |
45 |
40 |
35 |
30 |
40 |
35 |
45 |
|
|
Е3, В |
70 |
65 |
60 |
75 |
70 |
65 |
60 |
65 |
70 |
75 |
|
|
R1, Ом |
50 |
45 |
40 |
50 |
50 |
40 |
40 |
50 |
45 |
50 |
|
|
R2, Ом |
70 |
75 |
60 |
75 |
80 |
75 |
70 |
70 |
65 |
75 |
|
|
R3, Ом |
90 |
95 |
80 |
95 |
100 |
95 |
90 |
95 |
85 |
100 |
Таблица 1.2
|
Схема |
U,B |
U1,B |
U2, B |
U3,B |
I, A |
I1, A |
I2, A |
I3, A |
P,Bт |
P1, Bт |
P2, Bт |
P3,Bт |
|
|
1(выч) |
? |
? |
? |
||||||||||
|
1(изм) |
? |
? |
? |
||||||||||
|
2(выч) |
? |
? |
? |
||||||||||
|
2(изм) |
? |
? |
? |
||||||||||
|
3(выч) |
|||||||||||||
|
3(изм) |
1.3 Теоретические сведения и методические указания
Электрическое состояние любой сложной схемы (цепи) определяется системой уравнений, составленных для нее по 1-му и 2-му законам Кирхгофа.
1-ый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле схемы (цепи) равна нулю, или I=0.
2-ой закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений в замкнутом контуре схемы (цепи) равна алгебраической сумме ЭДС, или U=E.
Расчет токов и напряжений в схемах с одним источником энергии рекомендуется выполнять методом преобразования (свертки) схемы. Суть метода состоит в том, что на первом этапе расчета сложная схема по отношению к источнику ЭДС Е преобразуется (сворачивается) к одному эквивалентному элементу Rэ. Расчетные формулы для свертки схемы имеют вид:
Rэ = Rэ = R1+ R2 + R3 для схемы рис. 1.1
Rэ = 1/(1/R1+ 1/R2 + 1/R3) для схемы рис. 1.2
Rэ = R1+ (R2·R3)/(R2 + R3) для схемы рис. 1.3
Затем по закону Ома определяется ток источника: I = E/Rэ.
На заключительном этапе на основе уравнений Ома и Кирхгофа выполняется расчет токов и напряжений в остальных ветвях схемы.
Мощность источника энергии определяется по формуле РЕ = Е·I, а мощности отдельных приемников - по аналогичным формулам Рk = Uk·Ik, или по формуле Джоуля Рk = Ik2·Rk. В любой цепи в соответствии с законом сохранения энергии должен выполняться баланс мощностей: ?РЕ = ?Рk.
Согласно теории электрических цепей действующие значения переменных напряжений и токов эквивалентны соответствующим постоянным напряжениям и токам. По техническим причинам экспериментальная часть настоящей лабораторной работы выполняется на переменном токе, при этом принимается, что измеренные действующие значения напряжений и токов, а так же мощности эквивалентны их постоянным аналогам.
ток напряжение цепь кирхгоф
1.4 Расчетная часть
Выполнить расчет последовательно каждой из заданных схем (рис. 1.1, 1.2, 1.3) при значениях параметров элементов, указанных в табл. 1.1 согласно номеру варианта. Для каждой из схем определить токи в ветвях, напряжения и мощности на отдельных элементах. Результаты расчета записать в табл. 1.2.
Для каждой из схем проверить баланс между токами согласно 1-му закону Кирхгофа, баланс между напряжениями согласно 2-му закону Кирхгофа, и баланс между мощностями согласно закону сохранения энергии.
1.5 Экспериментальная часть
Собрать электрическую цепь согласно рабочей схеме рис.1.2. Установить заданные параметры отдельных элементов цепи. Измерить ток в цепи I, напряжения на выводах источника U и на отдельных элементах U1, U2, U3, мощность источника Р и мощности отдельных приемников Р1, Р2, Р3. Результаты измерений внести в табл. 1.2.
Собрать электрическую цепь согласно рабочей схеме рис. 1.3. Установить заданные параметры отдельных элементов цепи. измерить токи в отдельных ветвях цепи ( I, I1, I2, I3 ), напряжения на отдельных элементах U. мощность источника Р и мощности отдельных приемников Р1, Р2, Р3. Результаты измерений внести в табл. 1.2.
Собрать электрическую цепь согласно рабочей схеме рис. 1.4. Установить заданные параметры отдельных элементов цепи. Измерить токи в отдельных ветвях цепи (I1, I2, I3) и напряжения на отдельных элементах U, U1, U23, мощность источника Р и мощности отдельных приемников Р1, Р2, Р3. Результаты измерений внести в табл. 1.2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1.6 Анализ результатов работы
Сравнить количественные данные измерений с соответствующими результатами расчета. Если численные значения одной и той же физической величины (тока или напряжения), полученные расчетным и экспериментальным путем, отличаются более чем на 10%, следует установить ошибку в Ваших действиях и ее устранить.
Проверить численный баланс токов в узлах схемы согласно 1-му закону Кирхгофа, численный баланс напряжений в контурах схемы согласно 2-му закону Кирхгофа и баланс мощностей для всей схемы .
1.7 Содержание отчета
Отчет по данной лабораторной работе должен содержать:
. титульный лист по стандартной форме;
. цель работы;
. исходные данные (эквивалентные схемы исследуемых цепей и параметры их элементов);
. таблицы с результатами вычислений и измерений;
. основные расчетные формулы и уравнения;
. выводы и заключение о степени соответствия расчетных и экспериментальных результатов.
Контрольные вопросы
Какие методы можно применять для расчета токов и напряжений в простых цепях постоянного тока? В чем сущность метода преобразования (свертки) схемы?
По какой формуле определяется эквивалентное сопротивление для последовательно включенных резисторов? для параллельно включенных резисторов?
Из каких законов физики вытекают 1-й и 2-й законы Кирхгофа? Дать определение и написать формулы 1-го и 2-го законов Кирхгофа.
Как определяется мощность источника и приемников энергии? Что такое баланс мощностей?
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Экспериментальное исследование электрических цепей постоянного тока методом компьютерного моделирования. Проверка опытным путем метода расчета сложных цепей постоянного тока с помощью первого и второго законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей.
лабораторная работа [44,5 K], добавлен 23.11.2014Порядок расчета цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях с использованием законов Кирхгофа, методов контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Составление баланса мощностей и потенциальной диаграммы, схемы преобразования.
курсовая работа [114,7 K], добавлен 17.10.2009Основные законы электрических цепей. Освоение методов анализа электрических цепей постоянного тока. Исследование распределения токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований.
лабораторная работа [212,5 K], добавлен 05.12.2014Анализ 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 16.04.2009Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.
лабораторная работа [27,5 K], добавлен 12.01.2010Особенности экспериментальной проверки законов Кирхгофа. Сущность основных свойств линейных цепей постоянного тока. Проверка принципа наложения и теоремы об эквивалентном генераторе. Исследование трехфазной цепи при соединении приемников звездой.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 29.06.2012Основные 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 17.04.2019Анализ электрической схемы постоянного тока. Особенности первого и второго законов Кирхгофа для узлов и ветвей цепи. Знакомство с типами электрических цепей: двухполюсные, четырёхполюсные. Рассмотрение способов постройки векторных диаграмм напряжений.
контрольная работа [651,6 K], добавлен 04.04.2013Понятие и общая характеристика сложных цепей постоянного тока, их отличительные признаки и свойства, сущность и содержание универсального метода анализа и расчета параметров. Метод уравнений Кирхгофа, узловых потенциалов, контурных токов, наложения.
контрольная работа [189,5 K], добавлен 22.09.2013Анализ электрических цепей постоянного тока. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа. Расчёт токов методом контурных токов. Расчёт токов методом узлового напряжения. Исходная таблица расчётов токов. Потенциальная диаграмма для контура с двумя ЭДС.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 02.10.2008
