диться в том, что при подстановке в них значений измеренных токов получаются тождества (проверить уравнения с токами I1, I2, I3).
2)Построить потенциальную диаграмму для внешнего контура (по данным опыта).
3)Рассчитать и занести в табл. 2.6 значения тока от действия каждой ЭДС
вотдельности, используя преобразование схемы.
4)Выполнить расчет методом контурных токов, значения токов ветвей занести в табл. 2.4.
5)Выполнить расчет методом узловых потенциалов, значения потенциалов занести в табл. 2.5, значения тока – в табл. 2.4.
6)Определить токи I1, I2, I3 методом наложения (по данным расчета), результаты занести в табл. 2.6.
7)Составить баланс мощностей (используя расчетные токи).
8)Рассчитать ток в сопротивлении r3 методом эквивалентного источника, значение тока I3 занести в табл. 2.4, ЭДС Eэ и сопротивление эквивалентного генератора rэ – в табл. 2.7.
9)Сравнить результаты опытов и расчетов, сделать заключение.
Т а б л и ц а 2.3
Параметры исследуемой цепи
Значение |
|
Сопротивление резисторов, Ом |
|
|
Сопротивление |
|
|||||||||||
ЭДС, В |
|
|
|
амперметров, Ом |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
E1 |
|
E2 |
r1 |
|
r2 |
|
r3 |
r4 |
|
r5 |
|
r6 |
rA1 |
rA2 |
rA3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2.4 |
|||
|
|
Сравнение значений тока, полученных расчетами и в опыте |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Способ определения |
|
|
Значение тока в ветвях, мА |
|
|
|||||||||||
|
|
значения тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
I1 |
I2 |
I3 |
|
|
I4 |
I5 |
I6 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Опытным путем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методом контурных токов
Методом узловых потенциалов
Методом эквивалентного генератора
65
Т а б л и ц а 2.5
Сравнение значений потенциалов, полученных расчетом и в опыте
Способ определения |
|
|
|
|
Потенциалы точек, В |
|
|
||||||||||||||||
значения потенциала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опытным путем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетным путем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.6 |
||||
|
|
|
|
Проверка принципа наложения |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ЭДС, включен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение тока, мА |
|
|
|
|
|
|
||||||||
ные в цепь, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
опыт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расчет |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преобразованием цепи |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 |
|
|
|
|
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
I1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
I1 |
|
|
I2 |
|
I3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преобразованием цепи |
|
|||||||||
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
E2 |
|
|
|
|
I |
|
I |
|
|
I |
|
|
|
I |
|
I |
|
||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
3 |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
методом наложения |
|
|||||||||
E1, E2 |
|
|
I1 |
|
|
I2 |
|
I3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
I1 |
|
|
I2 |
|
I3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.7 |
||||
|
|
|
Параметры эквивалентного источника |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Напряжение |
|
Ток короткого |
|
Сопротивление |
|
|
Способ |
|
|
||||||||||||||
холостого хода |
|
замыкания |
|
|
|
rэ , Ом |
|
|
|
|
определения |
|
|||||||||||
Eэ = U23х.х , В |
|
|
I3к.з , А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
параметров |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыт |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66
2.12.6. Заключение по работе
Проведя в соответствии с заданием измерение значений тока, напряжения, потенциалов и выполнив их расчеты, следует сравнить опытные и расчетные значения, объяснить причины возможных расхождений. Сделать выводы о том, какой из рассмотренных методов расчета токов электрической цепи наиболее эффективен в каждом конкретном случае.
2.12.7. Вопросы к защите работы
1)Определение понятий «источник ЭДС», «источник тока», «ветвь», «узел», «контур», «независимый контур», «собственное сопротивление контура», «общее сопротивление контуров», «контурная ЭДС», «узловая проводимость», «общая проводимость», «задающий ток», «ЭДС и сопротивление эквивалентного источника», «потенциальная диаграмма», «баланс мощностей», «принцип наложения».
2)Формулировка законов Ома и Кирхгофа.
3)Составление уравнений методами контурных токов и узловых потен-
циалов.
4)Расчет потенциалов точек вдоль контура.
5)Определение опытным путем положительного направления тока, напряжения, знака потенциала, величины ЭДС источника.
6)Определение цены деления прибора и его показаний.
7)Определение внутреннего сопротивления источника питания опытным
путем.
2.12.8.Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Предел измерения амперметра – 50 мА. Число делений шкалы – 25. Стрелка отклонилась на 20 делений. Определить показание амперметра.
Ответ: I = 40 мА.
Задача 2. Предел измерения вольтметра – 10 В. Число делений шкалы – 20. Стрелка отклонилась на 17 делений. Определить показание вольтметра.
Ответ: U = 8,5 В.
Задача 3. На рис. 2.35 r1 = 4 Ом, r2 = 2 Oм, r3 = 1 Ом,
67
|
r4 = 2 Ом, |
|
|
r5 = 2 Ом, |
r6 = 5 Ом, |
U = 40 В. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Найти: rав, I1, I2, I3, I4, I5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Ответ: rав = 10 Ом, |
|
|
|
I1 = 4 A, |
|
|
I2 = 2 A, |
I3 = 2 A, |
I4 = 1 A, I5 = 1 A. |
||||||||||||||||||||||||||||
Задача 4. |
На рис. 2.36 r1 = 7 Ом, |
r2 = 6 Ом, |
r3 = 4 Ом, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
r4 = 4 Ом, |
|
r5 = 2 Ом, |
r6 = 2 Ом, |
|
U = 40 В. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Найти: rав, I1, I2, I3, I4, I5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Ответ: rав = 10 Ом, |
|
|
|
I1 = 4 A, |
|
|
I2 = 2 A, |
I3 = 2 A, |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
I4 = 1 A, |
|
|
|
I5 = 1 A. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
a |
|
|
I1 |
|
|
|
|
r1 |
I3 |
r3 |
|
|
|
|
|
|
|
I5 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
|
|
I4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
|
|
|
|
|
r4 |
|
|
r5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Рис. 2.35. Расчетная схема к задаче 3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
a |
|
|
|
|
|
|
I1 |
|
|
|
|
|
I3 |
|
|
r3 |
|
|
|
I5 |
r5 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
|
|
r4 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
b |
|
|
|
|
|
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r6 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Рис. 2.36. Расчетная схема к задаче 4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Задача 5. |
На рис. 2.37 r1 = 3 Ом, |
r2 = 3 Ом, |
r3 = 3 Ом, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
r4 = 1 Ом, |
|
r5 = 1 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Найти rав.
Ответ: rав = 2 Ом.
Задача 6. На рис. 2.38 |
а 25 |
В; в 5 В, |
Е = 10 В, |
r1 = 10 Ом, |
r2 = 20 Ом. |
Найти I. |
|
|
Ответ: I = 1 A. |
|
|
68
a |
b |
|
r1 |
||
r4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
r3 |
|
|
|
|
||
r2 |
|
|
|
r5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.37. Расчетная схема к задаче 5
a I r1 |
E |
r2 |
b |
|
Рис. 2.38. Расчетная схема к задаче 6
Задача 7. На рис. 2.39 I = 1 A, Е = 10 В, r1 = 3 Ом, r2 = 7 Ом. Найти Uав.
Ответ: Uав = 20 В.
a I r1 |
E |
r2 |
b |
|
Рис. 2.39. Расчетная схема к задаче 7
Задача 8. На рис. 2.40 r1 = 3 Ом, r2 = 1 Ом, r3 = 1 Ом, Е1 = 10 В, Е2 = 5 В.
Найти Uав.
Ответ: Uав = 6 В.
r1 |
a |
r3 |
E1 |
Uab |
E2 |
|
||
|
|
r2 b
Рис. 2.40. Расчетная схема к задаче 8
Задача 9. На рис. 2.41 r1 = 1 Ом, r2 = 3 Ом, r3 = 1 Ом, Е = 5 В, J = 10 A.
Найти Uав.
Ответ: Uав = 6 В.
69