Экспериментальная проверка законов Кирхгофа в резистивных цепях

2. Предварительный расчёт
Для схемы, приведённой на рис.3.1,а, по заданному варианту исходных данных (см. табл.3.1) рассчитать значения токов в ветвях I₁,I₂,I₃ по формулам (3.4)-(3.6) и напряжение на элементах цепи U₁,U₂,U₃ по формулам (3.7). Проверить правильность расчёта токов из решения уравнения баланса мощностей. (3.13).
Исходные данные для предварительного расчёта. Таблица 3.1

№ вар.	Е1	Е2	Ј	R1	R2	R3
	В	В	мА	кОм	кОм	кОм
1	3	6	5	0,3	0,5	1,0
2	6	9	4	0,6	2,0	0,5
3	9	12	3	1,3	3,0	1,0
4	12	15	4	0,3	1,0	0,5
5	15	12	5	0,6	0,5	1,0
6	20	9	4	1,3	1,0	3,0
7	25	6	7	1,2	0,5	1,0
8	30	9	6	0,6	1,0	2,0
9	35	15	8	1,2	2,0	2,5
10	40	20	9	0,4	0,5	1,0

Результаты предварительного расчёта и измерений Таблица 3.2

Вариант №_______

I1, мА

I2, мА

I3, мА

U1, B

U2, B

U3, B

Схема рис. 3.1,а

Рассчитано

Измерено

δ, %

Схема рис 3.1, б

Рассчитано

Измерено

δ, %

E1= B; E2= B; I= mA; R1= кОм; R2= кОм; R3= кОм

Для схемы рис.3.1,б по заданному варианту исходных данных(см.табл.3.1) рассчитать токи в ветвях I₁, I₂ по формулам (3.9), (3.10) и напряжение на элементах U₁, U₂, U₃ по формуле (3.11). Проверить правильность расчёта из решения уравнения баланса мощностей (3.14). Результаты предварительного расчёта занести в таблицу 3.2.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Исследование схемы с двумя источниками напряжения (рис.3.1, а).

Рис 3.2. Исследование схемы с двумя источниками напряжения E1 и E2
Устанавливаются величины напряжений источников постоянного напряжения E1, E2 и величины сопротивлений резисторов R₁, R₂, R₃ согласно исходных данных варианта задания предварительного расчёта (см. табл.3.2).
Выполняется пуск на расчёт, нажатием мышью выключателя (кнопки в правом верхнем углу), после установления показаний вольтметров и амперметров останав-ливается расчёт путём повторного нажатия выключателя.
Значение токов в ветвях I₁, I_2,I₃ определяются по показаниям амперметров A1,A2, A3. Значения напряжения на элементах U₁,U₂,U₃ определяются по показаниям вольтметров V1,V2, V3.
Результаты измерений записываются в табл.3.2.
Относительная погрешность измерения соответствующих токов и напряжений определяется по формуле
, (3.15)
где А_р – рассчитанная величина тока или напряжения;
А_и – измеренная величина тока или напряжения.
3.2. Исследование схемы с источником напряжения и источником тока (рис.3.3)

Рис.3.3. Исследование схемы, с источником напряжения E1 и источником тока J
Устанавливается требуемая величина тока источника тока I₁ согласно варианта задания (см. табл.3.1). Выполняются измерение всех токов и напряжений. Результаты измерений заносятся в таблицу 3.2.


Контрольные вопросы

4.1. Какие основные топологические понятия используются в ТЭЦ?

4.2. Что называется ветвью, узлом и контуром в ЭЦ?
4.3. Как формулируется первый закон Кирхгофа для ЭЦ?
4.4. Сколько уравнений необходимо составить по первому закону Кирхгофа?
4.5. Как формулируется второй закон Кирхгофа?
4.3. Сколько уравнений необходимо составить по второму закону Кирхгофа?
4.7. Какой контур ЭЦ называется независимым?
4.8. Каково общее количество уравнений необходимо составить по законам Кирхгофа?
4.9. Как определяется мощность, отдаваемая источником напряжения?
4.10. Как определяется мощность, отдаваемая источником тока?
4.11. Как определяется мощность, потребляемая в сопротивлении?
4.12. Что такое баланс мощностей в ЭЦ?
4.13. Для чего используется уравнение баланса мощностей в ЭЦ?
4.14. Для заданной схемы: E₁=10 В; E₂=20 В; R₁=10 Ом; R₂=20 Ом; I₁=0,7 А; I₂=1,3 А.

Определить напряжение U_ав.

4.15 Для заданной схемы:

E₁=80 В;
E₂=20 В;
J = 3 A
J=3 А
R₁=10 Ом;
R₂=20 Ом;
R₃=30 Ом;

Составить систему уравнений по закону Кирхгофа.

4.13. Для схемы (п.4.15) составить уравнение баланса мощностей.
4.17. Для схемы (п.4.15) определить напряжение U_ав.
4.18. В схеме (п.4.14) определить токи: I₃, I₄, I₅.