Лабораторная работа по электротехнике Опытная проверка свойств последовательного и параллельного соединения проводников
Лабораторная работа №1
Тема : Опытная проверка свойств последовательного и параллельного соединения проводников
ТЕОРИЯ
Зако
·н О
·ма это физический закон, определяющий зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Джорджа Ома. В 1826 г. он экспериментально установил зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением в электрических цепях
Этот закон выражается формулой :
Где: I - сила тока (А), U - напряжение (В), R- сопротивление (Ом).
Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Последовательное соединение проводников
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис 1.
Последовательным соединением приемников называется такое, при котором начало последующего приемника соединяется с концом предыдущего (рис. 1). Часто такая цепь (или участок цепи) называется неразветвленной. Отличительной особенностью последовательного соединения является то, что во всех приемниках протекает одинаковый ток:
При этом соединении напряжение U, приложенное к цепи, равно сумме падений напряжений на отдельных приемниках:
Электрическое сопротивление всей цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников
При изменении величины сопротивления одного из приемников в цепи происходит изменение тока и сопротивления, перераспределение падений напряжений между приемниками или, как говорят, изменяется режим работы всех приемников. Это является существенным недостатком последовательного соединения.
Параллельное соединение проводников :
Параллельным соединением приемников называется такое при котором начала всех приемников соединены в один узел, а концы – в другой (рис. 2)
Рис .2
При параллельном соединении (рис. 2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B рис.2) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды.
Общее сопротивление всей цепи находится по формуле:
При параллельном включении приёмников режим работы каждого из
них не влияет на режим работы остальных.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тепловых потерь называется величина, равная [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в единицу времени. Мощность измеряется в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и определяется следующими выражениями:
Мощность, потребляемая последовательной цепью:
Р = Р1 + Р2 + Р3 = = IU1 + IU2 + IU3 = UI.
Мощность, потребляемая параллельной цепью:
Р = Р1 + Р2 + Р3 = = UI1 + UI 2 + UI 3 = UI .
Смешанное соединение приёмников представляет собой цепь, кото-
рая состоит из ряда последовательно и параллельно соединённых приём-
ников (рис. 3). Рис 3
Для расчёта таких цепей выделяют отдельные участки с последовательным или параллельным соединением приёмников и к ним применяют выше рассмотренные соотношения.
Содержание отчета:
1.Цель работы : Экспериментальным путем проверить основные соотношения электрических величин для цепей постоянного тока с последовательным, параллельным и смешанным соединением приемников электрической энергии.
2. Перечень необходимого оборудования:
Э л е м е н т ы схем: R1, R2 реостаты с сопрротивлениям от 10 до 50 Ом
Э л е кт р о и з м е р и т ел ь н ы е п р и б оры
амперметр постоянного тока с пределом измерения 2А; вольтметр постоянного тока с пределом измерения 4 В.
Ист оч н и к и п и т а н и я: источник постоянного нерегулируемого напряжения 4 В
3.Контрольные вопросы :
Каково соотношение между токами при последовательном соединении проводников ?___________________________________
__________________________________________________________
Каково соотношение между напряжениями при последовательном соединении проводников.____________________________________
__________________________________________________________
Чему равно общее сопротивление проводников при их после довательном подключении?__________________________________
__________________________________________________________
Каково соотношение между токами при параллельном соединении проводников?_____________________________________________
__________________________________________________________
Каково соотношение между напряжениями при параллельном соединении проводников?____________________________________
___________________________________________________________
Запишите формулу расчета сопротивления при параллельном соединении проводников ____________________________________
________________________________________________
·___________
Сформулируйте закон Ома для участка цепи.____________________
___________________________________________________________
Что называется мощностью тока. Запишите основную формулу для расчета мощности тока._______________________________________
___________________________________________________________
В чем состоит особенность последовательного и параллельного соединения проводников _____________________________________
____________________________________________________________
Приведите примеры практического применения последовательного и параллельного соединения проводников _____________________________________
____________________________________________________________
4.Порядок выполнения работы:
Ознакомьтесь с приборами, необходимыми длявыполнения работы. Запишите технические характеристики приборов(таблица1)
Таблица 1
№
п/п
Наименование приборов
Предел шкалы
Цена деления
Система приборов
Класс точности
Заводской номер
1.
Амперметр
2.
Вольтметр
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.
Соберите электрическую цепь по схеме и предъявите ее для проверки преподавателем.
.
2.Включите источник питания.
3.Измерьте переносным вольтметром : напряжение U на зажимах всей цепи и на каждом реостате U1, U2, ; ток I1, I2, I в цепи.
4.Запишите показания амперметров и вольтметров в соответствующие колонки таблицы 2.
5.Выключите источник питания
6. Проверьте , что 13 EMBED Equation.3 1415 ________________.Проверьте правильность соотношения : 13 EMBED Equation.3 1415 ___________________________________________
7.Используя закон Ома для участка цепи, рассчитайте значения сопротивлений отдельных реостатов R1 и R2 и общее сопротивление R__________________________ , запишите значения сопротивлений в таблицу 2,проверьте, что 13 EMBED Equation.3 1415:
8.Рассчитайте мощности , потребляемые отдельными реостатами : P1, P2, P; мощность P, потребляемую всей цепью._______________________________
_________________________________________________________________
9.Таблица 2 .Показания измерений и расчетов эксперимента .
№
п/п
Измерено
Вычислено
U(B)
U13 EMBED Equation.3 1415(B)
U13 EMBED Equation.3 1415(B)
I(A)
I13 EMBED Equation.3 1415(A)
I13 EMBED Equation.3 1415(A)
R(Oм)
R13 EMBED Equation.3 1415(Ом)
R13 EMBED Equation.3 1415(Ом)
Р1
Вт
Р2Вт
Р
Вт
1.
10. Сделайте выводы по проверке соотношений между электрическими величинами постоянного тока при последовательном соединении проводников __________________________________________________
______________________________________________________________
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.
1.Соберите электрическую цепь по схеме и предъявите ее для проверки преподавателем.
2. Включите источник питания.
3. Измерьте : токи в параллельных ветвях I1, I2 и ток I в неразветвленной части цепи; напряжение на зажимах цепи и на отдельных реостатах.
4. Запишите показания амперметров и вольтметров в таблицу 3.
5. Выключите источник питания.
6. Проверьте, что U1= U2= U_______________________________________,
I =I 1+I2 ________________________________________________________
7.Используя закон Ома для участка цепи, рассчитайте значения сопротивлений отдельных реостатов R1 и R2 и общее сопротивление R__________________________ , запишите значения сопротивлений в таблицу 3.,проверьте, что:
8. Рассчитайте мощности , потребляемые отдельными реостатами : P1, P2, P; мощность P, потребляемую всей цепью._______________________________
_________________________________________________________________
9. Таблица 3. Показания измерений и расчетов эксперимента .
№
Измерено
Вычислено
п/п
U(B)
B
B
I(A)
A
A
R Oм
13 QUOTE 1415Ом
Ом
P
Вт
Р1
вт
Р2
Вт
1
10.Сделайте выводы по проверке соотношений между электрическими величинами постоянного тока при параллельном соединении проводников __________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
I1 = I2 = I.
U = U1 + U2
R = R1 + R2
U1 = U2 = U.
I = I1 + I2
А13 EMBED Equation.3 1415
А13 EMBED Equation.3 1415
А
V
A
V
Рисунок 1448