Исследование характеристик резистивных элементов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

u0

u

u

Цель работы: экспериментальное исследование вольт - амперных характеристик (ВАХ) линейных и нелинейных резисторов, источников энергии, а также L- и C- элементов; изучение временных реакций элементов на входные воздействия различной формы.

i

i

i0

Рис. 1.1

а

б

Исследование характеристик реальных источников напряжения

Идеальные источники напряжения и тока имеют ВАХ, изображенные сплошными линиями соответственно на рис. 1.1, а, б. ВАХ реальных источников изображены пунктирными линиями на рис. 1.1, а схемы замещения источников показаны на рис. 1.2, а, б.

Из ВАХ нагруженного реального источника напряжения следует, что при токе i = 0 в режиме холостого хода (ХХ) напряжение u_ХХ равно напряжению идеального источника u_ХХ = u₀. Внутреннее сопротивление источника напряжения определяется выражением

(1.1)

причём при внутреннем сопротивлении R₀®0ВАХ стремится к характеристике идеального источника. Из ВАХ реального источника тока следует, что при внутреннем сопротивлении R₀®¥его характеристика становится характеристикой идеального источника i = i₀.

Рис. 1.2

u0

+ R0 –-

iн

Rн

+ uн –

i0

R0

Rн

+ uн –

i=iн

а

б

Проведите исследование свойств источника постоянного напряжения. Для этого:

· включите установку,

· кнопкой «ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА» выберите схему №1,

· подключите генератор постоянного напряжения =(+),

· средней кнопкой под дисплеем установите режим измерений в лабораторной работе №1,

· кнопкой ►► выберете п.1.1 на дисплее,

· кнопку S₁ поставьте в положение 1, тогда I = 0 и ручкой “УРОВЕНЬ” установите напряжение холостого хода источника U₀= 4 В,

· кнопку S₁ поставьте в положение 2 и занесите в табл. 1.1 величины пяти токов и напряжений для различных сопротивлений.

Таблица 1.1

Rн, кОм
uн, В	3,84	3,8	3,74	3,6	3,3
iн, мА		6,1	8,0	11,7	20,1

Постройте ВАХ источника напряжения и определите величину его внутреннего сопротивления R₀ по формуле (1.1).

ВАХ источника напряжения.

Внутреннее сопротивление источника напряжения:

Вывод: у реального источника напряжения с возрастанием тока падает напряжение, что объясняется внутренним сопротивлением источника напряжения.

Подключите источник синусоидального напряжения и повторите измерения предыдущего пункта (выберете п.1.2 на дисплее).

Таблица 1.12

Rн, кОм
uн, В	3,85	3,82	3,75	3,62	3,32
iн, мА	4,5	5,2	6,8	10,2	17,5

ВАХ источника напряжения при синусоидальном напряжении.

Вывод: при синусоидальном напряжении внутреннее сопротивление незначительно увеличивается.

Исследование характеристик резистивных элементов

u

u

i

i

а

б

Рис.1.3

У линейного резистора ВАХ (см. рис. 1.3, а) описывается уравнением прямой, проходящей через начало координат: u = R i. ВАХ нелинейного резистора (см. рис. 1.3, б) соответствует нелинейному уравнению u = f (i).