Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Лабораторная работа №2. Цель работы: исследовать последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов.




Цепи с резисторами

 

Цель работы: исследовать последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов.

Задачи:

1. Выполнить эксперименты по исследованию электрических цепей, содержащих резисторы.

2. Построить графики.

3. Сделать выводы по работе.

 

Общие сведения

 

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветв­ленные. На рис. 2.1, а представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех элементах ее течет один и тот же ток. Простейшая разветвленная цепь изображена на рис. 2.1, б, в ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь, узел – это точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рис. 2.2, б), то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае (рис. 2.2, в) его нет.

 


Рис. 2.1

 

В электрических цепях часто возникает необходимость ограничить величину тока или напряжения. Это реализуется с помощью резисторов, соединяемых последовательно или параллельно.

 


Рис. 2.2

 

При последовательном соединении резисторов (рис. 2.3) по ним проходит один и тот же ток I. Согласно закону Ома, на каждом из них падает напряжение, пропорциональное сопротивлению и току:

U1=IR1, U2=IR2, U3=IR3.

Сумма этих частичных напряжений, в соответствии со вторым законом Кирхгофа, равна полному приложенному напряжению:

U=U1+U2+U3=IR1+IR2+IR3=I(R1+R2+R3)=IRЭКВ.

где RЭКВ=R1+R2+R3 – эквивалентное сопротивление. Таким образом, совокупная величина последовательно соединенных сопротивлений равна сумме всех сопротивлений. Ток через эти сопротивления определяется приложенным напряжением U и суммарным сопротивлением RЭКВ:

I=U/RЭКВ.

Рис. 2.3

 

Последовательное соединение резисторов в электрических цепях используется в качестве так называемого делителя напряжений, когда подведенное к ветви напряжение распределяется («разделяется») между резисторами прямо пропорционально их сопротивлениям.

Если резисторы или любые другие нагрузки соединены параллельно (рис. 2.4), все они находятся под одинаковым напряжением U=U1=U2=U3:

Рис. 2.4

 

В каждой ветви цепи протекает ток, величина которого зависит от приложенного напряжения и сопротивления данной ветви:

I1=U/R1; I2=U/R2; I3=U/R3.

Сумма токов всех ветвей в соответствии с первым законом Кирхгофа равна полному току:

I=I1+I2+I3=U/R1 + U/R2 + U/R3=U(1/R1+1/R2+1/R3)=U/RЭКВ,

где RЭКВ=1/(1/R1+1/R2+1/R3) – эквивалентное сопротивление. Поскольку проводимость определяется как G=1/R, то при параллельном соединении резисторов эквивалентная проводимость определяется суммой проводимостей всех ветвей.

GЭКВ=G1+G2+G3.

Ток в неразветвленной части цепи зависит от приложенного напряжения и эквивалентного сопротивления цепи

I=U/RЭКВ=UGЭКВ.

Параллельное соединение резисторов используется для шунтирования, когда часть тока неразветвленного участка направляется в параллельно подключенное сопротивление.

На рис. 2.5 показан пример смешанного соединения резисторов. Цепь состоит из последовательно R1 и R2 и параллельно R3 и R4 соединенных резисторов.

Рис. 2.5

 

Чтобы вычислить эквивалентное сопротивление цепи, поочередно подсчитывают эквивалентные сопротивления участков цепи, содержащие только последовательно (R12=R1+R2) и только параллельно (R34=R3R4/(R3+R4)) соединенные резисторы. Эти участки относительно друг друга соединены последовательно, таким образом,

RЭКВ=R12+R34.

Соотношения токов и напряжений в такой цепи определяется так:

I=I1=I2=I3+I4, U3=U4=U34, U=U1+U2+U34.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных