Методические указания по выполнению работы. 1. Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь постоянного тока (рис

 

1. Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь постоянного тока (рис. 1.6) при разомкнутом ключе.

 

 

Рис. 1.6. Схема цепи.

 

2. Задать параметры элементов цепи согласно варианту (табл.1.1).

 

Табл. 1.1.

№ варианта
J, А
E, В
R 1, Ом
R 2, Ом
R 3, Ом
R 4, Ом

 

3. Записать в таблицу 1.2 показания приборов.

Табл. 1.2.

Схема с источником ЭДС	Положение ключа	Параметры цепи	Показания приборов	Вычисленные значения
Ключ разомкнут	Uab, В
I, А
IR 1, А
UR 1, В
IR 2, А
UR 2, В
IR 3, А
UR 3, В
IR 4, А
UR 4, В
Ключ замкнут	Uab, В
I, А
IR 1, А
UR 1, В
IR 2, А
UR 2, В
IR 3, А
UR 3, В
IR 4, А
UR 4, В

 

4. Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 1.2. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.

 

Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:

 

4.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:

 

.

4.2 Определить ток в неразветвленной части цепи I:

 

.

4.3 Определить напряжения U_{R 1} и U_{R 2}. Напряжения U_{R 1} и U_{R 2} равны, так как элементы R ₁ и R ₂ включены параллельно.

.

 

4.4 Определить напряжения U_{R 3} и U_{R 4}:

 

, так как в ветви с сопротивлением R ₃ обрыв.

 

.

 

4.5 Определить токи в ветвях схемы:

; ;

, так как в ветви с сопротивлением R₃ обрыв;

.

4.6 Проверить выполнение законов Кирхгофа:

 

Первый закон Кирхгофа: I = I_{R 1} + I_{R 2} = I_{R 4};

 

Второй закон Кирхгофа: E = U_{R 1} + U_{R 4} = U_{R 2} + U_{R 4}.

 

4.7 Записать уравнение баланса мощностей.

 

5. Замкнуть ключ, подключив в схему резистор R ₃.

Записать в таблицу 2 показания приборов.

 

6. Рассчитать значения токов в ветвях схемы и напряжения на участках цепи и записать их значения в таблицу 2 при замкнутом ключе. Расчетные значения должны совпасть с показаниями приборов.

Расчет цепи выполнить, используя закон Ома:

 

6.1 Определить эквивалентное сопротивление цепи:

 

.

6.2 Определить ток в неразветвленной части цепи I:

.

6.3 Определить напряжения U_{R 1} и U_{R 2}. Напряжения U_{R 1} и U_{R 2} равны, так как элементы R ₁ и R ₂ включены параллельно.

.

6.4 Определить напряжения U_{R 3} и U_{R 4}. Напряжения U_{R 3} и U_{R 4} равны, так как элементы R ₃ и R ₄ включены параллельно.

; .

 

6.5 Определить токи в ветвях схемы:

; ; ; .

6.6 Проверить выполнение законов Кирхгофа:

 

Первый закон Кирхгофа: I = I_{R 1} + I_{R 2} = I_{R 3} + I_{R 4};

 

Второй закон Кирхгофа: E = U_{R 1} + U_{R 3} = U_{R 2} + U_{R 4}.

 

6.7 Записать уравнение баланса мощностей.

 

7. Заменить источник ЭДС на схеме источником тока (рис. 1.7).

 

 

Рис. 1.7. Схема цепи.

Снять показания приборов при разомкнутом и замкнутом ключе. Занести данные в таблицу 1.3. Рассчитать схему при разомкнутом и замкнутом ключе, используя закон Ома. Проверить выполнение законов Кирхгофа. Записать уравнение баланса мощностей.

Табл. 1.3.

Схема с источником тока	Положение ключа	Параметры цепи	Показания приборов	Вычисленные значения
Ключ разомкнут	Uab, В
I, А
IR 1, А
UR 1, В
IR 2, А
UR 2, В
IR 3, А
UR 3, В
IR 4, А
UR 4, В
Ключ замкнут	Uab, В
I, А
IR 1, А
UR 1, В
IR 2, А
UR 2, В
IR 3, А
UR 3, В
IR 4, А
UR 4, В

 

 

Контрольные вопросы.

 

1. Написать формулы для расчета сопротивления цепи постоянного тока при последовательном и параллельном соединении сопротивлений.

2. Сформулировать закон Ома для участка цепи и для замкнутого контура.

3. Сформулировать первый и второй законы Кирхгофа, объяснить правила знаков.

4. Дать определение источника ЭДС и источника тока.

5. Дать определение мощности электрической цепи. Сформулировать уравнение баланса мощностей.

Лабораторная работа № 2.