|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Калужский филиал
федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)
|
ФАКУЛЬТЕТ _ИУК . Информатика и управление______________
КАФЕДРА ИУК3 «САУ и электротехника » __________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
«Применение законов Ома и Кирхгофа»
ДИСЦИПЛИНА: «Электротехника»
вариант № 19
Выполнил: студент гр. _________
|
_________________ ( Прудников А.Ф. )
(Подпись) (Ф.И.О.)
|
Проверил:
|
_________________ ( Царькова Н.В. )
(Подпись) (Ф.И.О.)
|
Дата сдачи (защиты):
Результаты сдачи (защиты):
|
|
- Балльная оценка:
- Оценка:
|
Калуга , 2020
Цель работы: изучение законов Ома и Кирхгофа и их применение для анализа электрических цепей постоянного тока. В результате выполнения лабораторной работы студенты должны приобрести навыки моделирования и исследования цепей постоянного тока в программе Electronics Workbench, знать основные понятия и законы для таких цепей, уметь составлять уравнения их математического описания и уравнения баланса мощностей.
Оборудование: рабочая станция; ОС Windows XP, 7; Electronics Workbench 5.12.
Число ветвей n=8, число узлов k=5, число независимых контуров = 4.
, мА
|
, А
|
, мА
|
, мА
|
, мА
|
, мА
|
, мА
|
, мА
|
965
|
1
|
110
|
232
|
854
|
481
|
604
|
249
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
91.68
|
65.165
|
8.32
|
35.956
|
39.289
|
28.879
|
33.866
|
4.987
|
Сравнивая значения из таблицы и расчетные результаты получились похожие результаты.
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
, В
|
0
|
-124,75
|
8,8
|
3,344
|
-7,92
|
Составим баланс мощностей:
Из вычислений выше делаем вывод, что и . Тогда:
- допустимое значение
Построим диаграмму напряженности:
Вывод: изучил законы Ома и Кирхгофа и их применение для анализа электрических цепей постоянного тока. Приобрел навыки моделирования и исследования цепей постоянного тока в программе Electronics Workbench.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения таким понятиям, как узел, ветвь, контур электрической цепи.
Узел – точка, в которой собираются три или более ветвей.
Ветвь –участок цепи, образованный последовательно соеденными элементами и заключенный между двумя узлами.
Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям электрической цепи.
2. Как формулируются первый и второй законы Кирхгофа и для чего они применяются?
Первый закон Кирхгофа: 1 определение. Алгебраическая сумма токов в любом узле схемы равна нулю.
2 определение. Сумма токов входящих в любой узел схемы, равна сумме выходящих из него токов.
Он применим для любого узла электрической схемы
Второй закон Кирхгофа: 1 определение. Алгебраическая сумма падений напряжения вдоль любого замкнутого контура равняется алгебраической сумме ЭДС вдоль того же контура.
2 определение. Алгебраическая сумма напряжений вдоль любого замкнутого контура равняется нулю.
Он применим для любого замкнутого контура электрической схемы.
3. Каков порядок составления уравнений по законам Кирхгофа?
Обозначим число узлов схемы через k, всех ветвей — через n, число ветвей, содержащих источники тока, — через t. В каждой ветви схемы течет свой ток. Так как токи в ветвях с источниками тока известны и равны току источника, то число неизвестных токов равняется n-t.
Перед тем как составлять уравнения, необходимо:
1) произвольно выбрать положительные направления токов в ветвях и обозначить их на схеме стрелками;
2) произвольно выбрать положительные направления обхода контуров для составления уравнений по второму закону Кирхгофа и обозначить их на схеме круговыми стрелками.
4. Что характеризует уравнение баланса мощностей и как оно составляется?
Для оценки энергетических затрат в цепи, проверки правильности выполненных расчетов и экспериментальных измерений.
5. Как определить, в каком режиме (генерации или потребления энергии) работает источник ЭДС или тока?
ЭДС работает в режиме генерации, если направления тока и ЭДС совпадают. ЭДС работает в режиме потребления, если направления тока и ЭДС расходятся.
6. Что собой представляет потенциальная диаграмма и каков порядок её построения?
Потенциальная диаграмма представляет собой график распределения потенциалов точек схемы в зависимости от сопротивлений в цепи. При этом считаем все источники ЭДС идеальными, т. е. их внутреннее сопротивление равно нулю.
Берем данный нам контур и после каждого элемента в цепи обозначаем точки. После подсчитываем потенциалы в этих точках. Высчитав потенциалы в точках строим график, где ось абсцисс – увеличение сопротивления, а ось ординат – изменение напряжения. Сопротивление складывается.
Литература
1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Изд. 9-е, перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1996. — 640 с.
2. Прянишников В. А. Теоретические основы электротехники. Курс лекций. Изд. 4-е. — СПб. : КОРОНА принт, 2004. — 368 с.
3. Чернышов Н. Г., Чернышова Т. И. Моделирование и анализ схем в Electronics Workbench. — Тамбов : Издательство ТГТУ, 2005. — 52 с.
4. Галас В. П. Моделирование и анализ электрических схем в среде Electronics Workbench. — Владимир : ВГУ, 2003. — 52 с.
Достарыңызбен бөлісу: |