Лабораторная работа №2 Исследование независимых источников напряжения

Лабораторная работа №2
Исследование независимых источников напряжения
Цель работы: изучение внешних характеристик независимых источников
напряжения.
1. Краткие пояснения
Реальный источник электрической энергии можно представить двумя схемами замещения:

1. 
   последовательной, содержащий источник напряжения с неизменной ЭДС, численно равной напряжению источника в режиме холостого хода, и внутреннее сопротивление источника R_вн ( рис. 2.1, а );
   
2. 
   параллельной, содержащей источник тока J, численно равным току короткого замыкания, и внутреннее сопротивление R_вн ( рис. 2.1, б ).
   

а) б)
Рис. 2.1
Переход от последовательной схемы замещения к параллельной осуществляется по формулам:
J= E / Rвн ; E = R_вн∙J.
Источники напряжения (тока) могут быть независимыми или зависимыми (управляемыми). Независимыми называют источниками напряжения или тока, величина напряжения или тока которых не зависит от напряжения или тока на других участках цепи. Зависимым (управляемым) является такой источник, ЭДС или ток которого меняет своё значение в зависимости от напряжения на некоторых участках цепи или токов, протекающих в определенных ветвях цепи.
Независимый источник напряжения может быть представлен двумя схемами:
- идеальный источник напряжения (внутреннее сопротивление R_вн→0)
- реальный источник напряжения, где V = E - R_вн∙I , (R_вн≠0).
Для исследования источника ЭДС используется следующая схема:

Рис.2.2

Для определения напряжения источника и его внутреннего сопротивления используется формулы:

График зависимости Vн(Rн) называется нагрузочной характеристикой (рис. 2.3)

Рис. 2.3
В работе исследуется независимый источник напряжения.

2. Предварительный расчет
Для исследуемой цепи (рис.2.2) в соответствии с вариантом задания (табл. 2.1) рассчитать и построить графики следующих функций:
- ток в цепи I = E / (Rвн+Rн) => I = f (R_н);
- напряжение на нагрузке U_н = I∙R_н => U = f (R_н);
- мощность на нагрузке P_н = I²∙R_н => P = f (R_н);
- коэффициент полезного действия η = Rн / ⁽Rн+Rвн) => η = f (R_н).
Результаты расчета занести в табл. 2.2