Исследование линейной цепи методом наложения

1. На стенде с объектами исследования С2-ЭМ1-01 собрать схему по рис. 2.5. При сборке схемы необходимо использовать клеммы, предназначенные для узлов, в которых соединяются три и более ветвей. Значения резисторов выбрать в соответствии с номером варианта табл. 2.1. Генераторы напряжения и тока соединить со стендом активных элементов (в генераторах включить их внутренние сопротивления). Значения напряжения источника ЭДС, тока источника тока и резисторов задается в соответствии с номером варианта табл. 2.1 (напряжение источника ЭДС устанавливается по вольтметру до включения источника в схему, а ток источника тока – после включения его в цепь по показанию амперметра).

2. Амперметром измерить токи в ветвях. Результаты измерений занести в соответствующие места табл. 2.2.

3. Разомкнуть ветвь источника тока, вместо источника тока подключить резистор с сопротивлением, равным внутреннему сопротивлению источника тока. Амперметром измерить токи в ветвях. Результаты измерений занести в табл. 2.2.

4. Восстановить разомкнутую ветвь источника тока в схеме. Отсоединить резистор, заменявший внутреннее сопротивление источника тока. Отсоединить источник ЭДС от схемы, а вместо него подсоединить резистор с сопротивлением, равным внутреннему сопротивлению источника ЭДС. Амперметром измерить токи в ветвях. Результаты измерений занести в табл. 2.2.

Рис. 2.5. Принципиальная схема электрической цепи

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Расчетное задание в соответствии с вариантом.

4. Определение параметров источников ЭДС и тока.

· Схемы рис. 2.4, табл. 2.2.

· Вольт-амперные характеристики источника тока и источника ЭДС по табл. 2.3а.

· Расчет внутренних сопротивлений R_E1 источника ЭДС и 1/G_K источника тока по результатам измерений.

5. Исследование линейной цепи методом наложения.

· Схема рис. 2.3, табл. 2.2.

· Схемы и формулы для определения токов ветвей и их составляющих.

6. Анализ полученных результатов и выводы по лабораторной работе со сравнительной характеристикой расчетных и экспериментальных величин.

Метод двух узлов

Метод двух узлов используется для расчета схем с двумя узлами и является частным случаем метода узловых потенциалов. Для схемы с n параллельными ветвями для рис. 3.2, согласно формуле (3.1), можно записать:

(3.2)

Рис. 3.2. Схема электрической цепи с двумя узлами

С учетом принятых на рис. 3.2 обозначений последнее соотношение перепишем для частного случая отсутствия источников тока:

(3.3)

После определения U_ab находятся токи в ветвях по уже известной формуле:

I_n = (E_n – U_ab)g_n. (3.4)

Рассмотрим пример. Три источника ЭДС с напряжениями Е₁ = 48 В; Е₂ = Е₃ = 45 В и внутренними сопротивлениями r₁ = 1,2 Ом, r₂ = 1 Ом, r₃ = 1,5 Ом работают параллельно на общую нагрузку R = 4,2 Ом, как показано на рис. 3.3. Необходимо определить токи в ветвях и напряжение между узлами U_аb.

По формуле (3.3) определяем напряжение U_аb:

Рис. 3.3. Расчетная схема с двумя узлами

По формуле (3.4) (с учетом использования сопротивлений вместо проводимостей) вычисляем искомые токи: