4.8 Производим эксперименты по компенсации напряжения в контуре k (схема – рисунок 3).
При выполнении устанавливаем параметры схемы. Размыкаем цепь ключом S3 (клавиша “С”). Определяем такое значение сопротивления R4, чтобы напряжение U2 (V2) и напряжение U4 (V4) были бы равны. Напряжения определяются по формулам
;
,
Откуда находим:
;
=
=
Ом
R4=310,82666 Ом
|
Рисунок 3 - Схема для исследования компенсации напряжения |
Устанавливаем полученное значение сопротивления, и после включения схемы заносим показания приборов в таблицу 6.
Таблица 6 - Экспериментальные данные к п. 4.7
U1 (V1) |
U2 (V2) |
U3 (V3) |
U4 (V4) |
19.49 |
27.51 |
5.488 |
27.51 |
Замкнули ключ S3 и убедились, что ток в ветви gh отсутствует. Произошла компенсация напряжений в контуре K.
Вывод:
1) Расчет цепи методом суперпозиции:
- ток в любой ветви сложной электрической цепи, содержащей несколько источников ЭДС, можно рассматривать как алгебраическую сумму токов, создаваемых в ветвях каждой из ЭДС в отдельности;
- при нахождении токов в ветвях сложной цепи считают, что ток в каждой ветви складывается их тех токов, которые получились в этой ветви, если бы в цепи действовала каждая из ЭДС в отдельности. При определении этих, так называемых, «частичных» токов последовательно принимают все ЭДС цепи (кроме одной) равными нулю, учитывая внутренние сопротивления всех источников ЭДС. Подобная операция производится столько раз, сколько ЭДС содержится в рассматриваемой цепи;
- токи в ветвях находят алгебраическим суммированием соответствующих «частичных» токов.
2) Принцип компенсации основан на теореме о компенсации, которая гласит: в любой электрической цепи без изменения токов в ее ветвях сопротивление в произвольной ветви можно заменить источником с ЭДС, численно равной падению напряжения на этом сопротивлении и действующей навстречу току в этой ветви.
Компенсационный метод (метод противопоставления) измерения заключается в уравновешивании, осуществляемом включением на индикатор равновесия либо двух электрически не связанных между собой, но противоположно направленных напряжений или ЭДС, либо двух раздельно регулируемых токов. Компенсационный метод используют для непосредственного сравнения напряжений или ЭДС, тока и косвенно для измерения других электрических, а также неэлектрических величин, преобразуемых в электрические. Компенсационный метод обеспечивает высокую точность измерения.
3) Метод эквивалентного генератора, основанный на теореме об активном двухполюснике, позволяет достаточно просто определить ток в одной (представляющей интерес при анализе) ветви сложной линейной схемы, не находя токи в остальных ветвях. Применение данного метода особенно эффективно, когда требуется определить значения тока в некоторой ветви для различных значений сопротивления в этой ветви в то время, как в остальной схеме сопротивления, а также ЭДС и токи источников постоянны.
.