В состав лабораторной установки входит стенд «Уралочка» (рис. 1.5), на котором размещены измерительные приборы (амперметры и вольтметры), набор сопротивлений, реостат. На передней панели стенда имеются тумблеры «Сеть» с сигнальной лампочкой.
Порядок выполнения работы
1. Собрать электрическую цепь по монтажной схеме на рисунке 1.7
2. Соединение резисторов и измерительных приборов при сборке электрической цепи производить с помощью соединительных проводов. Ручку движка переменного резистора RP3 установить в крайнее правое положение.
3. Подключить длинную электрическую сеть к стабилизированному источнику постоянного напряжения 30 В.
4. Произвести измерение токов и напряжений в электрической цепи:
а) включить тумблером «Сеть» стабилизированный источник напряжения 30В, контролируя его по вольтметру. Записать показания всех амперметров в таблицу 1.1.
б) измерение напряжений на участках электрической цепи производить переключая вольтметр с одного её участка на другой (записать показания в таблицу 1.1.)
в) затем уменьшить сопротивление перемещаемого резистора RP3 до нуля. Записать показания всех приборов в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 - Показания приборов
Номера измерений
Измерения
Вычисления
U, в
I1, А
I2, А
Iз, А
U1, В
U2, в
R1, Ом
R2, Ом
Rз, Ом
R∑,Ом
max
промеж.
5. Произвести измерения сопротивления RP3 методом амперметра и вольтметра:
а) подключить вольтметр к параллельному участку электрической цепи и, установив движок переменного резистора RP3 в промежуточное положение, записать показания амперметра РА3 при U=30В.
б) по измеренным значениям тока и напряжения определить сопротивление переменного резистора RP3 при данном положении движка.
6. Рассчитать для электрической цепи, схема которой приведена на рисунке 1.5. токи и напряжения на отдельных её участках (I1, I2, I3 и U1, U2) при значениях сопротивлений резисторов R1=50Ом, R2= 100Ом, RP3=150Ом и напряжении на входе цепи, равном 30В.
7. Провести исследование линейной электрической цепи по монтажной схеме, приведённой на рисунке 1.7.
а) произвести измерения напряжений на всех участках цепи переключением вольтметра с одного участка на другой, результаты записать в таблицу 1.2. при RP3=max.
б) ручку движения переменного резистора RP3 установить в крайнее левое положение (RP3 =min). Произвести измерение токов и напряжений на участках цепи при напряжении на входе 30В, результаты измерений записать в таблицу 1.2.
в) сравнивая результаты произведенных измерений и вычислений, убедиться в соблюдении законов Ома и законов Кирхгофа для рассматриваемой цепи независимо от её режима работы.
Таблица 1.2 - Показания приборов
Номера измерений
Измерения
Вычисления
U, В
U1, в
U23, в
I1, А
I2, А
I3, А
R1,Ом
R2, Ом
R3, Ом
R, Ом
промеж.
min
Задание для студентов
Записать в отчет технические данные (тип, систему, род тока, предел измерения, класс точности, цену деления) приборов.
Выполнить вычисления и заполнить таблицы 1.1. и 1.2.
Содержание отчета
1. Тема.
2. Цель.
3. Схемы принципиальная, монтажная.
4. Таблицы наблюдений и вычислений.
5. Расчетные формулы и вычисления.
6. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Назовите системы электроизмерительных приборов, используемых в электрических цепях постоянного тока.
3. Объясните принцип действия амперметра магнитоэлектрической системы.
4. Объясните принцип действия вольтметра электромагнитной системы.
5. Поясните способ расширения предела измерения амперметра в цепях постоянного тока.
6. Поясните способ расширения предела измерения вольтметра в цепях постоянного тока.
7. Дайте определения линейной и нелинейной электрических цепей.
8. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по закону Ома и законам Кирхгофа.
9. Приведите примеры линейных и нелинейных элементов электрической цепи.
10. На основании законов Кирхгофа установите, как изменятся токи и напряжение на параллельном участке электрической цепи (см. рис. 1.6), если уменьшить (увеличить) сопротивление резистора RP3?
11. На основании законов Кирхгофа установите, как изменятся токи и напряжение на последовательном участке электрической цепи (см. рис. 1.6), если уменьшить (увеличить) сопротивление резистора RP3?