Законы Кирхгофа и потенциальная диаграмма электрической цепи.

Цель работы: экспериментальное подтверждение справедливости законов Кирхгофа и построение потенциальной диаграммы электрической цепи.

рис.1

1. Найдем значения потенциалов по внешнему контуру электрической цепи на основе собранной схемы по рисунку 1:

φа, B	φb, B	φc, B	φd, B	φe, B	φf, B
1.4	1.4	-0.13	0	-6.9	2.5

Найдем значения токов в ветвях электрической цепи:

I1, мА	I2, мА	I3, мА
62	-8.4	68

Найдем значения напряжений на участках цепи:

Uab, B	Ubc, B	Ucd, B	Ude, B	Uef, B	Ufa, B	Uad, B
0	1.53	-0.13	6.9	-9.4	-1.1	1.4

2. Обработаем полученные опытные данные

Проверим первый закон Кирхгофа в общем виде:

-I₁+I₂+I₃=0

в цифровом выражении:

-62-8.4+68=2,4 мА

Найдём сопротивления на участках цепи:

где U – напряжение на сопротивлении схемы;

I – ток через сопротивление схемы.

Результаты расчетов сведём в таблицу:

R1, Oм	R2, Oм	R3, Oм	R4, Oм	R5, Oм
18	0	111	15	21

Проверим второй закон Кирхгофа в общем виде для первого контура в общем виде:

I₁R₃+I₁R₁+I₃R₅=E₁

и цифровом:

62·10^–3 ∙ 111+62∙10^–3 ∙ 18+68∙10^–3 ∙ 21=9,426 |-9.4|≈9,426

Проверим второй закон Кирхгофа для второго контура в общем виде:

I₂R₄+I₂R₂+I₃R₅=E₂

и цифровом:

|-8,4|∙10^–3 ∙ 15+|-8,4|∙10^–3 ∙ 0+6,8∙10^–3 ∙ 21=1,554 1.53≈1,554

3. Построим потенциальную диаграмму электрической цепи для внешнего контура. Она представлена на рисунке 2:

рис.2

Вывод: При проведении лабораторной работы были опытным путем проверены первый и второй законы Кирхгофа.

При проверке первого закона Кирхгофа ток в узле равен 2,4 мА. Теоретически это значение должно быть равно 0. Расхождение между значениями, полученными в ходе лабораторной работы и теоретическими значениями, связано с погрешностью измерительных приборов.

При проверке второго закона Кирхгофа значения э.д.с. в ветвях цепи, полученные теоретически, полностью соответствуют падениям напряжений, полученных опытным путем.

Лабораторная работа №4

Методы эквивалентного генератора и принципы наложения и взаимности.

Цель работы: экспериментальная проверка метода эквивалентного генератора, принципа наложения и принципа взаимности.

схема 1

1. На основании собранной схемы, показанной на рисунке 1, вычислим опытные данные:

проверка метода эквивалентного генератора

-ток короткого замыкания I_кз=16,86 А

-напряжение холостого хода U_xx=1.26 B

-сопротивление эквивалентного генератора R_эг=59.04 Ом

Представим зависимость I₃=f(R₅):

Таблица 1

U3, B	1,1	1,05	0,95	0,90	0,81	0,74	0,68	0,44	0,19
I3, A	1,87	2,62	4,1	5,57	6,35	7,64	9,21	12,98	16,88
R5,Ом	0,58	0,40	0,23	0,16	0,12	0,09	0,07	0,038	0,01

Проверим принципы наложения и взаимности, учитывая, что приняты условно-положительные направления токов на схеме 1:

Таблица 2

Включены Е1 и Е2		Включена только Е1		Включена только Е2
I1, мА	6,78	I1^’, мА	8,22	I1^”, мА	2,34
I2, мА	23,73	I2^’, мА	7,27	I2^”, мА	4,55
I3, мА	16,86	I3^’, мА	9,30	I3^”, мА	7,45

2. О бработаем опытные данные на основе зависимости I₃=f(R₅) по методу эквивалентного генератора:

Таблица 3

R5, Ом	0,58	0,40	0,23	0,16	0,12	0,09	0,07	0,038	0,01
I3, А	98	75,8	69,4	60,1	53,3	33,8	26,3	23,2	22,6

По данным таблиц 2 и 3 построим опытную и теоретическую зависимость I₃=f(R₅):

где Ip – опытная зависимость, It – теоретическая зависимость

Проверка принципа наложения:

в общем виде в цифровом выражении

I₁=I₁’+I₁” 18,35=40,3-22,3

18,35=18

I₂=I₂’+I₂” 10=-15+32

10=17

I₃=I₃’+I₃” 36,82=22,1+15,06

36,82=37,16

Вывод: в ходе лабораторной работы мы экспериментально проверили метод эквивалентного генератора и принцип наложения. При проверке принципа наложения мы получили погрешность, которая связанна с погрешностью приборов. Погрешность в расчетах удовлетворяет погрешности приборов, полученных в ранее ознакомительной работе.

Лабораторная работа №5