Электрическая цепь постоянного тока и ее элементы

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет

им. П. О. Сухого

Кафедра ТОЭ

ОТЧЕТ

по расчетно-лабораторной работе № 1.01

«Электрическая цепь постоянного тока и ее элементы»

                          Стенд №2                                                             Вариант №

Выполнил студент гр. ЭП-21

Зарецкий  Э.И.

Принял преподаватель

Брель В. В.

Гомель 2010

 Цель работы: 1.Знакомство со стендом УИЛС

                         2.Получение первоначальных навыков сборки  электрических цепей

                         3.Измерение токов,напряжений,сопротивлений

                         4.Снятие вольт-амперных характеристик элементов электрической

                            цепи  постоянного тока        

Программа работы:

1.  Изучить состав и особенности эксплуатации основных узлов и блоков стенда УИЛС

2.  Определить фактические параметры резисторов и сравнить их с номинальными

3.  Снять вольт-амперные характеристики резисторов

4.  Снять  вольт-амперные  характеристики  источников электрической энергии

Порядок и методика проведения исследований.

В работе используются:

- два источника постоянного стабилизированного напряжения, источник регулируемого (ИР) напряжения в пределах 0..25 В и источник нерегулируемого (ИН) напряжения около 20 В. Они расположены в верхнем съёмном блоке слева от наборного поля;

- пассивные элементы 01-10 представляют собой резисторы типа МЛТ-2, ВС или ПЭВ, помещённые в пластмассовые прозрачные корпуса. Они находятся в ящике для элементов и могут быть установлены на наборном поле в соответствии с исследуемой схемой. Мощность, выделяемая в каждом резисторе, не должна превышать 2 Вт для МЛТ-2 и ВС и 5 Вт для ПЭВ;

- блок переменных сопротивлений (БПС) размещён в верхнем съёмном блоке справа от наборного поля. Он позволяет установить величину сопротивления в диапазоне 1..999 Ом со степенью регулирования 1 Ом. Допустимая мощность рассеивания БПС – 5 Вт;

- измерительные приборы, установленные на стенде.

1.  Визуально (по маркировке на резисторах) определяем номинальные значения: мощностей рассеивания Pнк, сопротивлений Rнк, допустимые отклонения от номинальных сопротивлений δнк и занесём в таблицу 1.1.

2.  На наборном поле стенда собираем электрическую цепь согласно рис. 1.1. Подключаем схему к источнику ИР и, изменяя величину U, устанавливаем ток I=10 мА.                                       R01                  R02

                       

 

U

                                                                         R03

                             R04               R05               R06               

 

                                             Рис.1.1

      Измеряя напряжения на отдельных резисторах и используя закон Ома, определяем фактические сопротивления Rк для R01…R06.

      Рассчитаем ток Iнк.

Iнк1=0,2                                                   

Ιнк2=0,166                                               

Ιнк3=0,086                                               

Ιнк4=0,074                                               

Ιнк5=0,068

Ιнк6=0,062

Отклонение фактических значений R_k от R_нк определяем по формуле:

Все экспериментальные и расчётные данные заносим в табл. 1.1

                                                                                                           Таблица 1.1

Эл-ты Вел-на	01	02	03	04	05	06	Примечания
Pнк, Вт	5	5	2	2	2	2	Определяется по маркировке резистора
Rнк, Ом	120	180	270	360	430	510	Определяется по маркировке резистора
, %	±5	±5	±10	±5	±10	±10	Определяется по маркировке резистора
Rк, Ом	118	181	270.4	365.2	432.5	520.3	Измерить
Iнк, А	0.2	0.166	0.086	0.074	0.068	0.062	Вычислить
Uнк, В	23.6	30.05	23.25	27.02	29.4	32.26	Uнк=Rк*Iнк
, %	-1.67	0.56	0.15	1.44	0.58	2.02	Вычислить

Во всех случаях  больше .

    Для экспериментального снятия ВАХ резисторов применяют схемы:

                                                I                R_A

           +

 

   U_n                                     R_V                            R_k              U

 

          -

                          R_A                   I              

           +

 

   U_n                                     R_V                            R_k              U

 

          -

Рис.1.2

                                                                                                 Таблица 1.2

№ п/п	1 сопротивление		10 сопротивление
	U	I	U	I
	В	мА	мВ	мА
1	12.2	100	256	83
2	9.7	80	214	70
3	7.34	60	117.8	39
4	4.95	40	--	--
5	2.5	20	--	--

График ВАХ для первого сопротивления      

График ВАХ для десятого сопротивления

Сделаем небольшой вывод:

А)Величины U и I линейно зависят друг от друга

Б)С углом  наклона сопротивление R_k не изменяется

Для снятия (внешних) ВАХ источников соберем схему, где:

E - ЭДС источника, равная  напряжению на его зажимах в режиме холостого хода(I_A=0);

R_в - внутреннее  сопротивление источника;

R_н - сопротивление БПС.

 

     E

 

     R_B                                                                                                                           R_H

 

                                                  Рис.1.3

Если БПС отключить, то I_A=0, т.к. входное сопротивление вольтметра велико и током в его входной цепи можно пренебречь. В этом случае вольтметр покажет напряжение холостого хода, численно равное ЭДС источника, т.е. U_B=E (величину ЭДС устанавливают для ИР 10…20 В). Затем включают БПС с R_н.max=999 Ом и уменьшают его величину, при этом ток в цепи будет возрастать, падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника увеличивается, а на зажимах источника уменьшается. Уменьшая R_H, производим 5…6 измерений тока и напряжения. Отклонение напряжения на источнике от значения Е должно быть не менее 0.5 В.Согласно приведённой методике снимаем ВАХ Ир. Результаты измерений заносим в таблицу 1.3.

                                                                                                        Таблица 1.3

№ п/п	Источники ИР
	U	I	E	RB
	В	А	В	Ом
1			19.8
2	19.5	0.02		0
3	19	0.098		100
4	19.3	0.066		200
5	19.4	0.049		400
6	19.56	0.033		500

Рассчитаем ток короткого замыкания:

  =U/R_в

Вывод: мы познакомились со стендом УИЛС, получили первоначальные навыки сборки  электрических цепей, научились измерять токи, напряжения, сопротивления,                     снимать вольт-амперные характеристики элементов электрической цепи  постоянного тока.