Исследование цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Исследование цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов

Скачать 11.77 Mb.


страница17/24
Дата19.08.2017
Размер11.77 Mb.

Скачать 11.77 Mb.

1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   24

Исследование цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов
Цель: опытным путём проверить законы расчёта электрических цепей смешанного соединения.
Оборудование: омметр, амперметры, вольтметр, резисторы, соединительные провода.
Краткие теоретические сведения
В цепи смешанного соединения присутствуют последовательное и параллельное соединения.

Для последовательно соединенных потребителей (рисунок 3.1) справедливы формулы (3.1)-(3.3).

Параллельным является соединение, при котором все потребители включаются между двумя точками электрической цепи, образую ветви (рисунок 4.1).

I1

IОБЩ



R2

IОБЩ



I2

R3



I3

UОБЩ


Рисунок 4.1 – Схема цепи последовательного соединения


При параллельном соединении ко всем потребителям приложено одинаковое напряжение

U1=U2=U3=UОБЩ (4.1)
Токи в ветвях распределяются обратно пропорционально величине сопротивления потребителей, т.е. чем больше сопротивление потребителя, тем меньше величина тока в нём. Ток в неразветвленной части цепи определяется по первому закону Кирхгофа

(4.2)
Эквивалентное сопротивление цепи уменьшается с числом параллельно соединенных потребителей и определяется по формуле

(4.3)
Для определения эквивалентного сопротивления цепи смешанного соединения используют метод «преобразования».
Порядок выполнения работы
1 Омметром измерить величины сопротивлений резисторов и занести в таблицу 4.1.

2 Собрать цепь, согласно рисунку 4.2.


Oval 190
1

2
R1 R4


А1




Oval 189Oval 191Oval 197
А2

Е
V

R5

R2
R3


3


Рисунок 4.2 - Схема соединения приборов
Таблица 4.1 - Результаты измерений и расчётов


Измерено

Вычислено

Режим работы цепи

R

U

I

R

Р

Ом

В

А

Ом

Вт

R1=













Включены все резисторы

R2=













R3=













R4=













R5=













RЭКВ=












3 С помощью амперметров и вольтметра измерить напряжение и ток всей цепи и на каждом резисторе. Необходимо помнить, что в положении «1» перемычки, отмеченной пунктиром на рисунке 4.8, амперметр А1 измеряет ток резисторов R4, R5. В положении «2» перемычки амперметр А1 измеряет ток резисторов R1, R2 и ток всей цепи. Показания приборов занести в таблицу 4.1.

4 В расчетной части работы выполнить расчёт:

-эквивалентного сопротивления цепи



(4.4)

-сопротивлений резисторов



(4.5)
где U – измеренное значение напряжения на каждом резисторе;

I – измеренное значение тока каждого резистора;

-мощности каждого резистора



(4.6)
Проверить баланс мощностей для цепи

(4.7)
Проверить справедливость первого закона Кирхгофа для одного из узлов цепи и справедливость формулы общего напряжения цепи.

5 Сделать заключение о справедливости законов расчёта электрических цепей смешанного соединения.


Содержание отчета
1 Тема и цель занятия.

2 Оборудование.

3 Схема электрической цепи.

4 Таблица результатов измерений и расчетов.

5 Расчетная часть, содержащая формулы и примеры расчета по ним.

6 Вывод о проделанной работе.


Контрольные вопросы


  1. Сформулируйте первый закон Кирхгофа.

  2. Укажите на последовательно и параллельно соединенные резисторы.

  3. Поясните, как влияет короткое замыкание одного из резисторов на величину общего сопротивления цепи?

  4. Составьте уравнение баланса мощностей для цепи.

  5. Покажите на схеме путь общего тока цепи.

  6. В каком положении пунктирной перемычки (рисунок 4.2) амперметр А1 показывает общий ток цепи?

  7. Поясните формулу эквивалентного сопротивления.


Лабораторная работа № 5
Определение потери напряжения и КПД линии электропередач
Цель: практическим путём проверить возможность измерения и расчета потери напряжения в цепи, определить КПД линии электропередач
Оборудование: омметр, амперметр, вольтметры, резисторы, соединительные провода.
Краткие теоретические сведения
При передаче электроэнергии в проводах ЛЭП происходит потеря напряжения, поэтому напряжение потребителя Uпотр всегда меньше напряжения источника Uист. С увеличением расстояния между источником и потребителем потеря напряжения увеличивается, т.к. увеличение длины соединительных проводов приводит к росту их сопротивления Rпр.

Потеря напряжения зависит не только от сопротивления проводов, но и от величины проходящего тока I, определяется по формуле




(5.1)

где ρ – удельное сопротивление материала проводов, (Ом·мм2)/м;

2l – длина соединительных проводов (сумма прямого и обратного проводов), м;

S – площадь поперечного сечения соединительных проводов, мм2.

Для оценки эффективности работы линий используют коэффициент полезного действия (КПД), который определяется отношением полезной мощности к затраченной




(5.2)

П
(5.3)
олезная мощность – это мощность, дошедшая до потребителя


З
(5.4)
атраченная мощность – это мощность, вырабатываемая источником



Следовательно


(5.5)

Порядок выполнения работы
1 С помощью омметра измерить величины сопротивлений R6 и R7, значения занести в таблицу 5.1. Эти значения останутся постоянными при выполнении двух опытов и имитируют сопротивление линии электропередач, в которой происходит потеря напряжения.
Таблица 5.1 - Результаты измерений и расчетов


Измерено

Вычислено

U1

U2

ΔU6

ΔU7

I

R6

R7

ΔU

ΔU6*

ΔU7*

ΔU*

η

В

А

Ом

В

%


































































2 Собрать цепь согласно рисунку 5.1.


ROval 2426

т
А
ать
Oval 224Oval 237
V1
Oval 240
V2

Е

RН


R7

Рисунок 5.1 - Схема соединения приборов


3 При двух разных значениях напряжения источника измерить параметры цепи: ток I, напряжение источника U1 и потребителя U2, падение напряжения на резисторах ΔU6, ΔU7. Результаты измерений занести в таблицу 5.1.

4 В расчётной части по измеренным значениям определить:



-общую потерю напряжения в проводах

; (5.6)
где ΔU6, ΔU7 – измеренные значения падения напряжения на резисторах R6, R7;

-потерю напряжения в резисторах (в линии электропередач)



; (5.7)
; (5.8)
где I – измеренные значения тока цепи;

R6, R7 – измеренные значения сопротивления резисторов;

-общую потерю напряжения в проводах по рассчитанным значениям



; (5.9)
-коэффициент полезного действия линии

(5.10)

где U1 – измеренное значение напряжения источника;



U2 – измеренные значение напряжения потребителя.
5 Сравнить измеренные ΔU и рассчитанные ΔU* значения потери напряжения, сделать заключение о возможности измерения и расчета потери напряжения в линии, указать влияние напряжения цепи на её КПД.
Содержание отчета
1 Тема и цель занятия.

2 Оборудование.

3 Схема электрической цепи.

4 Таблица результатов измерений и расчетов.

5 Расчетная часть, содержащая формулы и примеры расчета по ним.

6 Вывод о проделанной работе.


Контрольные вопросы


  1. Объясните, может ли напряжение источника равняться напряжению потребителя, почему?

  2. Назовите параметры, указанные в таблице 5.1.

  3. Какие величины показывают вольтметры на рисунке 5.1?

  4. Как практически снижают потерю напряжения в линии?

  5. Перечислите параметры, от которых зависит величина потери напряжения.

  6. Чем отличается эдс источника от его напряжения?

  7. При каких условиях потеря напряжения в цепи может равняться нулю?

  8. Объясните выражение: «коэффициент полезного действия цепи 93 %».


Лабораторная работа № 6
Каталог: files -> main -> documents -> archive
documents -> «Вольфган Амадей Моцарт»
documents -> Внеклассное мероприятие по литературе «по праву памяти»
documents -> Рабочая программа по учебной дисциплине оп. 04 «Строительные материалы и изделия»
documents -> Программа учебной дисциплины электротехника проскурина Елена Анатольевна
archive -> Методические рекомендации Использование научного стиля речи в выпускных квалификационных работах
archive -> Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине история специальность 190631Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, для студентов очной формы обучения
archive -> Психология смерти
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   24

  • Лабораторная работа № 5 Определение потери напряжения и КПД линии электропередач
  • Лабораторная работа № 6