Лабораторная работа
Цель работы
Практически убедится в физических сущности закона Ома для участка цепи. Проверить опытным путем законы Кирхгофа.
Оборудование
Приборный щит № 1. Стенд.
Теоретическое обоснование
Расчет и анализ эл.цепей может быть произведен с помощью основных законов эл.цепей закон Ома , первого и второго законов Кирхгофа.
Как показывают опыты, ток на участке цепи прямо пропорционально напряжении на этом участке цепи и обратно пропорционально сопротивлении того же участка -это закон Ома
Рассмотрим полную цепь: ток в этой цепи определяется по формуле (закон Ома для полной цепи). Сила тока в эл.цепи с одной ЭДС прямо пропорционален этой ЭДС и обратно пропорционален сумме сопротивлении внешней и внутренней участков цепи.
Согласно первому закону Кирхгофа, алгебраическая сумма токов ветвей соединений в любой узловой точке эл.цепи равна нулю.
Согласно второго закона Кирхгофа в любой замкнутом контуре эл.цепи, алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжении на всех резисторных элементов контура.
Порядок выполнения работы:
Ознакомится с приборами и стендом, для выполнение работы. Подключим шнур питания к источнику питания.
Источник подключить к стенду, меняя переменным резистором сопротивление цепи измеряем ток, напряжение. Результаты заносим в таблицу. Произвести необходимые расчеты
На стенде «закон Кирхгофа». Меняем сопротивление цепи. Результаты опытов заносим в таблицу. Произвести необходимый расчет
Рис. 1. Закон Ома для участка цепи
Рис.2. Первый закон Кирхгофа
Табл.1
Данные наблюдений |
Результаты вычислений |
R |
U |
I |
Uобщ
|
E |
1 |
3 |
3 |
3 |
3,3 |
1,5 |
3 |
2 |
3 |
3,2 |
3 |
3 |
1 |
3 |
3,1 |
Табл.2
Данные наблюдений |
Результаты вычислений |
R1
|
R2
|
I1
|
I2
|
I3
|
I4
|
I2
+I3
|
U1
|
U2
|
2 |
0,7 |
4 |
1 |
3 |
4 |
4 |
2 |
2,1 |
1 |
1 |
4 |
2 |
2 |
4 |
4 |
2 |
2 |
0,7 |
2 |
4 |
3 |
1 |
4 |
4 |
2,1 |
2 |
Е1
=3(1+0,1)=3,3; Е2
=2(1,5+0,1)=3,2; Е3
=1(3+0,1)=3,1
U1
=2*1=2; U2
=2*1=2; U1
=3*0,7=2,1; U2
=1*2=2
Вывод
Опытным и расчетным путями доказали, что сила тока в эл.цепи с одной ЭДС прямо пропорционален этой ЭДС и обратно пропорционален сумме сопротивлений внешних и внутреннего участка цепи. Согласно первому закону Кирхгофа сила тока на входе цепи равна силе тока на входе цепи. Сумма токов на ветвях цепи равна току на выходе цепи.
Ответы на контрольные вопросы
Закон Ома для полной цепи рассматривает полное сопротивление всей цепи, а закон Ома для участка цепи рассматривает только данный участок цепи. Оба закона Ома показывают зависимость силы тока от сопротивления – чем больше сопротивление, тем меньше сила тока и ЭДС или наоборот.
Для создания напряжения в цепи необходимо движение зарядов внутри источника тока, а это происходит только под действием сил, приложенных извне. При отсутствии тока в цепи ЭДС равна разности потенциалов источника энергии, поэтому подключенный в эту цепь вольтметр показывает ЭДС , а не напряжение .
I - закон Кирхгофа (применяется для расчётов сложных электрических цепей): сумма токов приходящих к узловой точке, равна сумме токов, уходящих от неё, причём направление токов к точке считают положительным, а от неё – отрицательным. Или алгебраическая сумма токов в узловой точке электрической цепи равна нулю.
II – закон Кирхгофа (для любой электрической цепи): алгебраическая сумма всех ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжения сопротивления, включенных последовательно.
Е1
+Е2
+…+Еn
=I1
R1
+I2
R2
+…+In
Rn
Другие работы по теме:
Опытная проверка расчета нелинейных цепей
Лабораторная работа Тема : Опытная проверка расчёта нелинейных цепей Цель: Научиться опытным путём рассчитывать нелинейные цепи. Параллельное соединение нелинейных элементов изображено на рисунке 1.
Лабораторная работа по Физике
Введение Целью работы является: - знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного тока; - экспериментальная проверка закона Ома для неоднородного участка цепи.
Электрический ток
Определение силы взаимодействия двух точечных тел. Расчет напряженности электрического поля плоского конденсатора при известных показателях площади его пластины и величины заряда. Нахождение напряжения на зажимах цепи по показателям сопротивления и тока.
Комплексный метод расчета цепи
Сопротивление в комплексном виде. Определение общего эквивалентного сопротивления цепи, токов в ветвях параллельной цепи и напряжения на ее участках. Сравнение полной мощности в цепи с суммой активных и реактивных мощностей на ее отдельных участках.
Законы Кирхгофа
Алгебраическая сумма токов в ветвях, сходящихся к любому узлу электрической цепи, тождественно равна нулю. Алгебраическая сумма напряжений ветвей в любом контуре цепи тождественно равна нулю. Примеры на применение первого и второго законов Кирхгофа.
ЭДС
Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Если два тела А и В , находящиеся под разными потенциалами соед. проводником А и В то по нему потечет ток, который через короткое время, когда потенциально уравняются, прекратится.
Курсовая работа
Исследование сложной электрической цепи постоянного тока методом узловых потенциалов. R1=130 Ом R2=150 Ом R3=180 Oм R4=110 Oм R5=220 Oм R6=75 Oм R7=150 Oм
Изображение токов и напряжений комплексными числами
Связь комплексных амплитуд тока и напряжения в пассивных элементах электрической цепи. Законы Кирхгофа для токов и напряжений, представленных комплексными амплитудами. Применение при расчёте трёхфазных цепей.
Виды соединений резисторов
Соотношения при последовательном соединении резисторов. Напряжение при последовательном соединении. Закон Ома для полной цепи и для ее участка. Второй закон Кирхгофа, его справедливость. Общее сопротивление при последовательном соединении резисторов.
Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях
Расчет токов и напряжения во время переходного процесса, вызванного коммутацией для каждой цепи. Классический и операторный методы. Уравнение по законам Кирхгофа в дифференциальной форме для послекоммутационного режима. Составляющие токов и напряжений.
Последовательное и параллельное соединение резисторов
Методика сборки схем для наглядного изображения особенностей последовательного и параллельного соединения резисторов, описание необходимого для этого оборудования и приборов. Правила и порядок оформления результатов измерений и вычислений по схемам.
Виды соединения резисторов Проверка I закона Кирхгофа
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Виды соединения резисторов. Проверка I закона Кирхгофа. Цель: проверить опытным путем справедливость соотношений при параллельном соединении резисторов, справедливость первого закона Кирхгофа.
Расчет параметров электрических схем
Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.
Расчёт электрической цепи
Расчёт токов ветвей методом контурных токов с последующей проверкой решения для моделирования аналоговых электрических схем. Создание программы на языке высокого уровня, реализующей нахождение численных значений и выполняющей оценку погрешности.
Расчет цепей постоянного тока
Составление по данной схеме на основании законов Кирхгофа уравнений, необходимых для определения всех токов. Определение токов всех ветвей методом контурных токов. Расчет потенциалов узлов, построение графика зависимости мощности, выделяемой на резисторе.
Параметры цепи, определение напряжения
Мгновенное значение напряжения, определение действующей силы тока с учетом данных о ее амплитудном значении. Амплитудное значение общего напряжения цепи. Характер нагрузки ветвей сети. Коэффициент полезной мощности цепи, реактивное напряжение участков.
Расчетные работы по электротехнике
ТипОвая расчетная работа №1. Дано: =110 В =0,2 Ом =0,4 Ом =1 Ом =60 В =50 В Найти: токи в ветвях тремя методами. Решение: Метод законов Кирхгофа. Запишем I закон Кирхгофа для узла А:
Теория электрических цепей
СОДЕРЖАНИЕ: 1 Перечень сокращений и условных обозначений 2 2 Задание на курсовую работу 3 3 Комплексная схема замещения 6 4 Расчет токов по законам Кирхгофа 9
Расчетные работы по электротехнике
ТипОвая расчетная работа №1. Дано: =110 В =0,2 Ом =0,4 Ом =1 Ом =60 В =50 В Найти: токи в ветвях тремя методами. Решение: Метод законов Кирхгофа. Запишем I закон Кирхгофа для узла А:
Источник питания
аздел: Цепи постоянного тока. Тема: Законы Кирхгофа. Цепи в которых резисторы , а также источники питания соединены произвольно , называют разветвленными или сложными.
Виды соединения резисторов. Проверка I закона Кирхгофа
Проверка справедливости соотношений при параллельном соединении резисторов и первого закона Кирхгофа. Особенности сопротивления приемников. Методика расчета напряжения и тока для различных соединений. Сущность закона Ома для участка и для всей цепи.
Исследование цепей постоянного тока 2
Лабораторная работа №1 Исследование цепей постоянного тока Цель: Провести анализ цепей постоянного тока. Проанализировать влияние вида резисторов на параметры режима электрической цепи. Проверить выполнение законов Кирхгофа и баланса мощностей.