Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов

Цель работы:изучить методы измерения тока, напряжения и сопротивления в электрических цепях постоянного тока со смешанным соединением резисторов.

Проверить экспериментальным и расчетным путем закон Ома, правила Кирхгофа.

Основные теоретические сведения.

Смешанные соединения часто встречаются в электрических слабо- и сильноточных цепях. На рис. 4.9.1 показан пример такой цепи. Она состоит из последовательно (R1 и R2) и параллельно (R3 и R4) соединенных резисторов.

Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов - student2.ru

Рис. 4.9.1

Участки цепи с последовательным и параллельным соединением резисторов относительно друг друга соединены последовательно. Чтобы вычислить полное сопротивление цепи, поочередно подсчитывают эквивалентные сопротивления участков цепи, получая в конце искомый результат. Так, для цепи (рис. 4.9.1) это делается следующим образом:

R12 = R1 + R2, R34 = R3 ×R4 / (R3 + R4), SR = R12 + R34.

Задание к лабораторной работе.

Задание.

Измерьте токи, напряжения и сопротивления всех участков цепи при смешанном соединении. Проверьте результат вычислениями.

Порядок выполнения эксперимента.

· Соберите цепь согласно схеме (рис. 6.1) и подайте на ее вход постоянное напряжение 15 В.

Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов - student2.ru

Рис. 6.1.

· Измерьте токи во всех ветвях и напряжения на всех элементах. Если измерения производятся виртуальными приборами, то измерьте также сопротивления всех элементов R1…R4и сопротивление параллельного участка R3-4(только не забывайте «подключать» виртуальный омметр к соответствующим напряжениям и токам!). Если измерения проводятся мультиметрами, то сопротивление любого участка цепи определяйте как отношение напряжения к току.

· Результаты измерений занесите в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Измеряемая или рассчитанная величина Измеренное значение Заданные или рассчитанные значения Погрешность, %
R1, Ом      
R2, Ом      
R3 Ом      
R4, Ом      
R3-4, Ом      
RЭКВ, Ом      
I4, мА      
I5, мА      
I6, мА      
U, B      
U1, B      
U2, B      
U34, B      

· Рассчитайте значения сопротивлений, токов и напряжений и занесите результаты расчета также в табл. 6.1.

· Сравните результаты расчета и измерений, вычислив расхождение результатов (погрешность) в процентах по формуле:

Цепь со смешанным последовательно-параллельным соединением резисторов - student2.ru

Контрольные вопросы.

1.В каких единицах выражают ЭДС, напряжение и ток

2.От чего зависит сопротивление металлического проводника

3.Сформулируйте закон Ома для замкнутой электрической цепи и для её участка

4.Каково соотношение между ЭДС и напряжением на зажимах источника энергии

5.Как определяется ток при коротком замыкании зажимов источника энергии

6.Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа

7.Как определяется общее сопротивление при последовательном, параллельном и смешанном соединении потребителей энергии

8.Чему равны работа и мощность электрического тока и в каких единицах они выражаются

9.Сформулируйте закон Ленца – Джоуля

10.Как рассчитать поперечное сечение провода

11.Какое сопротивление называется нелинейным

6.4. Указания по выполнению лабораторной работы №6.

1.Ознакомится с порядком выполнения лабораторной работы №6, краткими теоретическими сведениями по данной теме. Подготовить в рабочей тетради «Лабораторно–практические работы по электротехнике» протокол испытаний.

2. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис 6.1. В качестве измерительных приборов используйте мультиметры или виртуальные приборы с коннектором.

3. После проверки схемы преподавателем установить параметры для данной цепи (U,R1,R2,R3,R4), согласно рис.6.1., Измерьте токи во всех ветвях и напряжения на всех элементах.

4. Сделать расчеты и заполнить таблицу 6.1.

5. Рассчитать погрешность, сравнив результаты расчета и измерений.

6. Составить полный отчет по работе, сформулировать выводы по работе.

7.Ознакомиться с контрольными вопросами для защиты лабораторной работы.

8. По окончанию работы, выключить ПК, рабочее место привести в порядок и сдать преподавателю, расписаться в журнале контроля ответственному по группе.

Наши рекомендации