2 Лабораторная работа №2 Исследование законов Кирхгофа

Цель работы: экспериментально проверить справедливость законов Кирхгофа, освоить методику моделирования сложных электрических схем.

2.1 Откройте файл лаб2-э1 (рисунок 6). Установите значения сопро-тивлений в пределах от 100 до 300 Ом; значения источников ЭДС в преде-лах от 5 до 15 В; значения источника тока от 0.1 до 0.5 А. Проведите изме-рения токов в ветвях схемы и падений напряжения на сопротивлениях.

По результатам эксперимента заполните третий столбец таблицы 2.1.

Рисунок 6

Таблица 2.1 – Исследование законов Кирхгофа

эксперимент	Наименование величины	Результаты пер-вого опыта	Результаты вто-рого опыта
	Напряжение источника Е1, В
	Напряжение источника Е2, В
	Ток источника J, А
	Сопротивление резистора R1, Ом
	Сопротивление резистора R2, Ом
	Сопротивление резистора R3, Ом
	Ток первой ветви I1, А
	Напряжение на резисторе R1- U1, В
	Ток второй ветви I2, А
	Напряжение на резисторе R2- U2, В
	Ток третьей ветви I3, А
	Напряжение на резисторе R3- U3, В
расчет	Ток первой ветви I1, А
	Ток второй ветви I2, А
	Ток третьей ветви I3, А

2.2 Повторите эксперимент при других значениях сопротивлений резисторов, источников ЭДС и тока, заполните четвёртый столбец в таб-лице 2.1.

2.3 Используя программу Electronics Workbench, определите токи в ветвях схемы, соответствующей Вашему варианту расчётно-графического задания № 1. Пример выполнения представлен на рисунке 7 (файл лаб2-э2).

Рисунок 7

Рисунок 8

2.4 Для схемы, представленной на рисунке 6, составьте систему уравнений по законам Кирхгофа. Рассчитайте полученную систему линейных алгеб-раических уравнений относительно токов ветвей. Для проведения расчётов используйте файл слау1.mcd (рисунок 8). Результаты расчётов занести в таблицу 2.1.

2.5 Сравнить значения токов ветвей, полученных по результатам экспери-мента и расчёта.

2.6 По данным таблицы 2.1 составьте баланс мощности.

2.7 Используя систему Mathcad, рассчитайте токи в ветвях схемы, соответствующей Вашему варианту расчётно-графического задания № 1. Пример выполнения представлен на рисунке 9 (файл слау2.Mcd).

Рисунок 9

2.8 Контрольные вопросы

2.8 1 Приведите по две формулировки каждого закона Кирхгофа.

2.8.2 Сформулируйте закон Ома для участка цепи с ЭДС.

2.8.3 Изложите алгоритм составления системы уравнений по законам Кирхгофа.

2.8.4 Какие контуры называются независимыми? Сколько независимых контуров в исследуемой цепи?

2.8.5 Как определить мощность источника тока?

2.8.6 Как определить мощность, потребляемую резистором?

2.8.7 С какой целью составляют баланс мощностей?