Лабораторная работа №3

Регулирование тока и напряжения приемника.

Цель работы: Ознакомиться со способами регулирования тока и напряжения на приемнике и преимуществом практического применения каждого способа регулирования.

Основные теоретические сведения.

Ток и напряжение приемника можно регулировать с помощью реостата (рис. 3-1) и с помощью делителя (рис. 3-4).

Рис.3-1.

Ток и напряжение U_Н в цепи с последовательным соединением R_Р и R_Н (рис. 3-1) связаны с величиной сопротивления регулировочного реостата R_Р соотношением:

, (3.1) , (3.2)

где

В соответствии с уравнением (3.2) построена кривая на рис. 3-2.

Рис. 3-2.

При увеличении сопротивления приемника R_Н, и неизменном максимальном значении сопротивления регулировочного реостата (Rр=0R_рмакс) пределы регулирования напряжения на приемнике сужаются (рис. 3-3.)

Рис. 3-3

При регулировании реостатом для расширения пределов и более плавного регулирования можно применить несколько реостатов, соединенных последовательно.

Рис. 3-4

Напряжение U_Н в цепи с параллельным соединением R_g и R_н (рис. 3-4) связано с введенной частью делителя R₁, (параллельной приемнику) соотношением:

Или

, (3-4)

где

В соответствии с уравнением (3.4) построены кривые относительно выходного напряжения U_Н/U=f() для различных  (рис. 3-5.).

Рис.3-5.

Рис. 3-5.

Перечень оборудования.

1. Источник питания 36 В.

2. Резисторы: Rр=0100 Ом, R3=75 Ом.

3. Измерительные приборы: амперметр, вольтметр.

Содержание работы.

Рассмотреть два способа регулирования тока и напряжения на приемнике при различных нагрузках:

1) с помощью регулировочного сопротивления, включенного последовательно с источником питания и приемником.

2) с помощью делителя напряжения.

Порядок выполнения работы.

1. Регулирование с помощью регулировочного сопротивления.

1.1.Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис. 3-6.

Рис. 3-6

В качестве регулировочного сопротивления используется сопротивление R_Р (R=0100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника R_Н1 используется резистор R₄ = 36 Ом, и в качестве приемника R_Н2 – резистор R₃ = 75 Ом.

1.2. Изменяя сопротивление регулировочного реостата R_Р при R_Н1 снять показания приборов для 5-6 точек и занести их в таблицу 1.

Таблица 1.

№ П/п	Данные измерений			Данные вычислений			RH1=36 Ом
	U1 , B	U2 , B	 , A	Rр ,Ом	Rр/Rн1	U2/U1
1.
2.
3.
4.
5.
6.

1.3. Тот же эксперимент повторить при R_н2 и занести данные в таблицу 2.

Таблица 2.

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений			Rн2=75 Ом
	U1 , B	U2 , B	 , A	Rр ,Ом	Rр/Rн2	U2/U1
1.
2.
3.
4. ^
5.
6.

1.4. По данным измерений вычислить R_Р (введенную часть регулировочного реостата), U₂/U₁, найти отношения R_Р/R_Н1, R_Р/R_Н2.

1.5. По данным таблиц 1 и 2 построить зависимости

и

2. Регулирование делителем.

2.1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис. 3-7.

Рис.3-7

В качестве делителя используется сопротивление R_Р (R=0100 Ом, Р=50 Вт), в качестве приемника R_Н1 используется резистор R₄=35 Ом, в качестве приемника R_Н2 резистор R₃=75 Ом. Вольтметр V₂ должен быть включен до ключа В1.

2.2. Изменяя положение подвижного контакта делителя напряжения вращением ручки R_Р, снять показания приборов для 5-6 точек при R_Н1 и занести эти показания в таблицу 3. При каждом данном положении подвижного контакта делителя измерить напряжение холостого хода U_2Х (при отключенном приемнике ключ В1 разомкнут).

Таблица 3.

№ п/п	Данные измерений				Данные вычислений		Rн1=20 Ом
	U1 , B	U2 , B	U2х , B	 , A	U2 / U1	R1 / Rg
1.
2.
3.
4.
5.
6.

2.3. Повторить опыт при сопротивлении приемника R_Н2=40 Ом. Показания занести в таблицу, подобную таблице 3.

2.4. По данным измерений вычислить U₂ /U₁, R₁/R_g=U_2х/U₁

2.5. По данным таблиц построить две зависимости

, при R_н2 = 40 Ом и R_н1 = 20 Ом.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Схемы исследования.

4. Таблицы приборов и оборудования.

5. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

6. Расчетные формулы.

7. Графики зависимостей.

8. Вывод.

Контрольные вопросы.

1. Вывести зависимости (3.1) и (3.2) для схемы рис.3-1.

2. Как влияет отношение R_рмакс/R_н на пределы регулирования тока и напряжения при реостатном регулировании?

3. Вывести зависимость (3.3) для схемы рис. 3-4.

4. Написать зависимость тока  от сопротивления R₁ для схемы рис. 3-4.

5. Как влияет отношение =R_н/R_g на пределы регулирования напряжения?

6. Как влияет отношение  = R_н/R_g на характер регулирования напряжения?

Литература

1. Сборник задач по общей электротехнике/Под редакцией В.С. Пантюшина.- М.: Высшая школа, 1973, №№ 1,5, 1.6, 1,12, 1,41.