Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
416
Размер файла
32 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока

Министерство Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет)

им. Г.В. Плеханова

Кафедра физики

Лабораторная работа №5

на тему:

Исследование электрической цепи источника постоянного тока.

Выполнила Синёва Е. В.

Проверил Фицак В.В.

Санкт-Петербург

2002 г.

Цель работы – определение электродвижущей силы источника тока (ЭДС), внутреннего сопротивления источника тока, исследование зависимостей полезной и полной мощности, развиваемых источником тока, и его коэффициента полезного действия (КПД) от нагрузочного сопротивления.

Общие сведения

Рассмотрим электрическую цепь, представленную на рис. 1. Допустим, что ключ К разомкнут. В этом случае электрический ток идёт только через вольтметр и источник тока. Допустим далее, что вольтметр имеет достаточно большое омическое сопротивление. Тогда током, протекающем в цепи, можно в первом приближении пренебречь. Поскольку мы пренебрегаем током в цепи, постольку отсутствует падение напряжения на внутреннем сопротивлении r источника и, как следствие, разность потенциалов на клеммах источника оказывается равной e. Таким образом, при разомкнутом ключе вольтметр регистрирует e - величину электродвижущей силы (ЭДС) источника тока.

Погрешность определения величины e по данной методике возникает по двум причинам:

1. используемый для измерения вольтметр обладает ограниченной точностью;

2. через источник тока и вольтметр всё же течёт некоторый малый ток, который вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника, и поэтому показания вольтметра будут несколько меньше величины e.

Теперь допустим, что ключ К замкнут. В этом случае через внешнее сопротивление R пойдёт электрический ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:

(1)

Прохождение электрического тока в цепи вызывает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока, равное Ir. Поэтому показание вольтметра U будут меньше ЭДС источника на величину падения на внутреннем сопротивлении:

В последнем соотношении все величины, кроме внутреннего сопротивления, известны из измерений и поэтому величина r и падение напряжения на внутреннем сопротивлении, равное Ir, могут быть рассчитаны.

Рассмотрим теперь конкретные режимы работы источника тока. Исходя из закона Ома (1), можно показать, что ток в замкнутой цепи достигает наибольшего значения, равного , при R=0. Этот режим работы источника режимом короткого замыкания. Если наоборот, сопротивление внешней цепи R®¥, то ток асимптотически стремится к нулю. Такой режим называется режимом холостого хода. В этом случае, как было показано ранее, разность потенциалов между клеммами источника равна ЭДС.

Отметим также, что разность потенциалов U на клеммах источника одновременно является и падением напряжения на внешнем сопротивлении (см. рис. 1) и поэтому по закону Ома для участка цепи

(2)

Так как сила тока I и разность потенциалов U измеряются приборами, задействованными в электрической цепи, то по соотношению (2) может быть определена величина внешнего (нагрузочного) сопротивления R. Таким образом, по измерениям в режимах разомкнутого и замкнутого ключа K могут быть определены как параметры источника тока e и r, так и величина внешнего сопротивления R.

Рассмотрим также замкнутую электрическую цепь с точки зрения развиваемой источником мощности. Как известно, мощность, выделяемая в виде тепла при прохождении электрического тока через сопротивление, определяется законом Джоуля-Ленца:

(3)

Соотношение (3) определяет полезную мощность, развиваемую источником на внешнем сопротивлении R. Аналогичное соотношение, но с сопротивлением r определяет мощность, выделяющуюся в виде тепла на внутреннее сопротивление источника.

Полная мощность является суммой полезной мощности и мощности, выделяющейся на внутреннее сопротивление:

(4)

И, наконец, заметим, что коэффициент полезного действия (КПД) источника постоянного тока:

(5)

Используя соотношения (3) – (5) можно показать, что

; ; . (6)

Полная мощность, развиваемая источником тока, достигает максимума в режиме короткого замыкания, т.е. при R=0. В этом случае вся тепловая мощность выделяется внутри источника тока на его внутренне сопротивление. С ростом внешнего сопротивления полная мощность уменьшается, асимптотически приближаясь к нулевому значению.

Полезная мощность изменяется в зависимости от внешнего сопротивления более сложным образом. Действительно, Pполезн=0 при крайних значениях внешнего сопротивления: при R=0 и R®¥. Таким образом, максимум полезной мощности должен приходиться на промежуточные значения внешнего сопротивления.

Величину внешнего сопротивления, соответствующую максимуму полезной мощности, можно найти, используя метод дифференциального исчисления. Можно показать, что максимум полезной мощности соответствует R=r, т.е. равенству внешнего и внутреннего сопротивлений. В электротехнике режим максимальной полезной мощности называется режимом согласования источника тока с его нагрузкой.

Легко видеть, что R=0 при h=0. При R®¥ величина h асимптотически стремится к единице. Интересно отметить, что в режиме максимальной полезной мощности h=0,5, т.е. 50%.

Основные рабочие формулы:

1. Расчет полезной мощности. Рполез= U I U-разность потенциалов на клеммах, В

I- сила тока, А

2. Расчет полной мощности. Рполн= , -ЭДС

3. Расчет КПД h=. Рполез /. Рполн =U/

4. Расчет внутреннего сопротивление r =

Таблица измерений и вычислений.

I, A

0,21

0,16

0,13

0,11

0,097

0,085

0,076

0,068

0,062

0,057

U, B

0,02

1,62

2,64

3,33

3,84

4,2

4,49

4,70

4,86

5,02

R, Ом

0,09

10,12

20,3

27,75

34,84

49,4

59,07

69,11

78,38

88,07

Pполн, Вт

0,39

0,31

0,25

0,21

0,17

0,15

0,146

0,13

0,12

0,11

Pполез, Вт

0,004

0,26

0,34

0,36

0,34

0,33

0,34

0,32

0,3

0,28

η

0,01

0,8

1,36

1,7

0,06

2,2

2,3

2,46

2,5

2,54

r

34

20.5

25

79

24

26.25

26.7

32

i

7

5.3

5.8

11

6.3

6.48

6.51

6.8

ср=6.9; Uср=3,47 В; rср=33Ом; Iср=0,11А

=0.000011; ;

Вывод: В проведенной лабораторной работе была определенна ЭДС источника тока, исследование зависимости полезной и полной мощности, развиваемых источником тока , и его КПД от нагрузочного сопротивления.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
154070
рейтинг
icon
3193
работ сдано
icon
1384
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
150167
рейтинг
icon
5992
работ сдано
icon
2713
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105464
рейтинг
icon
2099
работ сдано
icon
1312
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
59 708 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
КИУ
Исполнитель приятный в общении, контактный. Все замечания исправлены, сделано досрочно. Ви...
star star star star star
Курганская Академия доп.образования
Оперативность Ваша меня шокирует) и отличный результат! Приняты работы без замечаний на о...
star star star star star
РГГУ институт психологии им. Л.С. Выготского
Замечательно выполнена работа, хочется отметить скорость выполнения и качество раскрытия темы.
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Выполнить задания

Другое, Английский язык

Срок сдачи к 6 апр.

только что

повысить оригинальность текста до 65%

Курсовая, конституционное право

Срок сдачи к 10 апр.

только что

Реферат по философии

Реферат, Философия

Срок сдачи к 12 апр.

только что

Вариант работы на примере - Министерство транспорта Российской Федерации

Презентация, Управление техносферная безопасность (Охрана труда)

Срок сдачи к 5 апр.

3 минуты назад
4 минуты назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени: 4 апреля 2025 г. 20:50

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Press the down arrow key to interact with the calendar and select a date. Press the question mark key to get the keyboard shortcuts for changing dates.

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно