Лабораторна робота №2. 2.1.1. Вивчити методи вимірювання потенціалів точок електричного кола

ВИМІРЮВАННЯ ПОТЕНЦІАЛІВ

2.1. Мета роботи.

2.1.1. Вивчити методи вимірювання потенціалів точок електричного кола.

2.1.2. Вивчити методи вимірювання напруг на окремих ділянках електричного кола.

2.1.3. Вивчити методи розрахунку напружень на окремих ділянках електричного кола.

2.2. Основні теоретичні відомості.

При вимірі напруги вимірювальний прилад (вольтметр) підключається в точках, між якими створюється напруга (різність потенціалів). При вимірюванні потенціалу, в будь-якій точці схеми досить підключити один із з'єднувальних проводів приладу до цієї точки схеми, а інша точка, відносно якої вимірюється потенціал, є спільною для приладу і будь-якої точки схеми. Тому аналіз потенціалів зводиться до розробки простих структурних схем. Проводи, використовувані для передачі потенціалів, відповідають сигнальним каналам (Рис. 2.1.).

Рис. 2.1.

За результатами розрахунку або вимірювання в електричному ланцюзі для її контуру (гілки) можна побудувати графік розподілу потенціалів точок у вигляді потенційної діаграми. Побудова діаграми можна починати з будь-якої точки контуру (гілки), прирівнявши її потенціал довільній величині (наприклад, нулю). Напрямок обходу контуру вибирається довільно.

Приклад. Побудувати потенційну діаграму для контура (Рис.2.2.). Задані значення струмів, ЕРС і опору резисторів.

Рис. 2.2.

Прирівнявши потенціал точки 4 нулю (f4 = 0), визначимо потенціал точки 3. Дотримуємося таких міркувань: при русі від точки 4 до точки 3 напрямок обходу контуру збігається з напрямком струму I4, а оскіки струм тече від більшого потенціалу до меншого то потенціал точки 3 буде нижче потенціалу точки 4 на величину падіння напруги на резисторі R4, а отже:

f3 = f4 - I4 R4.

Аналогічно: f5 = f3 - I1 R1.

Потенціал точки 1 вище потенціалу точки 5 на величину ЕРС Е1, тому напрямок обходу контуру збігається з напрямком ЕРС, отже:

f1 = f5 + Е1.

Аналогічно: f2 = f1 - I3 R3;

F4 = f2 - Е6.

Потенційна діаграма дана на рис. 2.3

 

Рис. 2.3.

2.3. План роботи.

2.3.1. Зібрати схему рис. 2.4. Виміряти напругу U1.

Рис.2.4

Рис.2.5

Рис.2.6

2.3.2. Зібрати схему рис. 2.5. Виміряйте напругу U1' і струм I1.

2.3.3. Використовуючи дані дослідів 2.3.1., 2.3.2., Закони Ома і Кірхгофа і вирази:

R8/R11 = (U_п - U₁)/U₁;

R8R10/(R8+R10)R11 = (U_п - U₁^’)/U₁^’;

R10 = U₁^’/I1.

визначте значення опорів R8, R10, R11.

2.3.4. Зібрати схему рис. 2.6.

2.3.5. Розрахувати напругу U1 і порівняти його з результатом вимірювання:

R10 R11

R_ЭКВ = ------------- + R_S; I = U_п/R_ЭКВ.

R10 + R11

R10 R11

U_В0 = I ----------------;

R10 + R11

2.3.6. Побудувати потенційну діаграму для схеми на рис.2.5.