Опис експериментальної установки

До експериментальної установки входять:

• стенд УІЛС-2;

• комплект-набір елементів;

• 2 мультиметри DT-838;

• з’єднувальні проводи;

• джерела постійного струму регульованої напруги (Е₁) і нерегульованого (Е₂);

• перемикачі.

Один з мультиметрів використовується для вимірюння напруги, інший - для вимірювання струмів. У кожній гілці варто передбачити одну перемичку для забезпечення можливості підключення амперметра.

Згідно до таблиці варіантів (Табл. 2.1.) бригада обирає резистори комплекту-набору та схему дослідження. При складанні електричного кола передбачити можливість вимірювання падінь напруги та струмів на кожному елементі кола та в кожній гілці.

Варіанти та відповідні номери елементів набірного поля Таблиця2.1

Варіант	Варіант схеми	E1	E2	R1	R2	R3	R4
1	а	20В	ИРН,22±0,5 В	01	04	05	06
2	б	20В	ИРН,21±0,5 В	01	02	07	04
3	в	20В	ИРН,21±0,5 В	01	03	04	05
4	г	20В	ИРН,21±0,5 В	02	05	04	01
5	а	20В	ИРН,21±0,5 В	02	06	01	05
6	б	20В	ИРН,21±0,5 В	01	03	04	06
7	в	20В	ИРН,21±0,5 В	02	01	05	04
8	г	20В	ИРН,21±0,5 В	03	04	05	01
9	а	20В	ИРН,21±0,5 В	02	06	05	04
10	б	20В	ИРН,21±0,5 В	03	02	04	05
11	в	20В	ИРН,22±0,5 В	01	03	06	05
12	г	20В	ИРН,23±0,5 В	01	03	05	06

Порядок виконання роботи:

1.1. Зібрати коло з послідовним з'єднанням елементів (рис.2.1). Встановити напругу на клемах джерела 20 В. Результати вимірювань записати в табл.2.1.

1.2. Зібрати коло з рівнобіжним з'єднанням елементів (рис.2.2). Встановити напругу на клемах джерела 10 В. Результати вимірювань записати в табл.2.1.

1.3. Зібрати коло зі змішаним з'єднанням елементів (рис. 2.3). Встановити напругу на 15 В. Результати вимірювань записати в табл.2.1.

Порівняти розрахункові та експериментальні значення струмів, напруги, потенціалів та еквівалентного опору. Пояснити можливі причини відхилень.

Таблиця 2-2

Величина	Послідовне з'єднання		Паралельне з'єднання		Змішане з'єднання
Rе ,Ом
I, мА
I1, мA
I2, мA
I3, мA
I4, мA
U1, В
U2, В
U3, В
U4, В
Примітки	Експеримент	Теорія	Експеримент	Теорія	Експеримент	Теорія

2.Зібрати схему (рис. 2.4). Довільно вказати напрямки струмів у гілках. Межу вимірювання вольтметра встановити 200 В, амперметра - 200 мА. Включити живлення приладів та блоків постійної напруги, а ручкою "Напруга" встановити задану напругу ЕРСЕ 1таЕ2.Визначити значення струмів у гілках, ЕРС та падіння напруги на окремих резисторах, значення записати в табл.2.3. :

Таблиця№2.3

Параметр

Токи в ветвях

ΣIk

ЕРС

Падіння напруги на резисторах

Контур

E1,R1,R3, R4

E2,R2,R3

E1,R1,R2,E2,R4

I1

I2

I3

E1

E2

U1

U2

U3

U4

ΣEk

ΣUk

ΣEk

ΣUk

ΣEk

ΣUk

Одиниця

А

A

А

A

В

В

В

В

В

В

В

В

В

В

В

В

Експери-мент

Теорія

Таблиця№2.4

R1 , Ом	R2 , Ом	R3 , Ом	R4 , Ом

Правильність вибору напрямку струму в гілках перевірити амперметром. Відсутність знаку “-” свідчить про правильний вибір напрямку струму, у протилежному випадку -неправильному. Слід змінити напрямок струму на протилежний.

3. Перевірити справедливість методу накладання. Для цього виміряти часткові струми в гілках при включенні:

а) тільки ЕРС Е₁ ( I’1,I’2,I’3, ) (мал. 2.3);

б) тільки ЕРС Е₂ ( I’’1,I’’2,I’’3,) (рис, 2.4),

в) включені всі ЕРС (I1,I2,I3,) (мал. 2.1).

Рис. 2.3. Електричнасхема установкизЕРС Е1Рис.2.4Електричнасхема установкизЕРС Е2

Дані досліду записати в табл. 2.5.

Таблиця 2.5

Параметр	I'1	I''1	Σ Ik1	I'2	I''2	Σ Ik2	I'3	I''3	Σ Ik3
Одиниця вимірювання
Дослід
Розрахунок

4. Перевірити справедливість методу вузлової напруги. З цією метою виміряти U_AB і струми у всіх гілках при дії двох ЕРС.

Дані досліду записати в табл. 2.6.

Таблиця 2.6

Параметр	UAB, В	I1, А	I2, А	I3, А
Дослід
Розрахунок

5. Для побудови потенційної діаграми виміряти потенціал точок c, d, A і f, умовно прийнявши потенціал вузла B за нуль. Поставити щуп вольтметра в точку B, другий щуп у потрібну точку контуру. Значення потенціалів записувати з урахуванням знаку в табл. 2.7.

Таблиця2.7

VB , В	VC , В	Vd , В	VA, B	Vf , B

6. Перевірити справедливість методу еквівалентного генератора. Для цього вийняти резистор R3 і вольтметром виміряти напругу ЕРС еквівалентного генератора E_ЕГ =U_xx. Виключивши живлення блоку постійної напруги, вийняти з’єднувальні проводи, що підходять від блоку постійної напруги до схеми. Замість них поставити перемички. Виміряти опір еквівалентного генератора R_ЕГ.

Дані занести в табл.. 2.8.

Таблиця2.8

Параметр	Uxx ,В	RBX , Ом	I3 , А
Дослід
Розрахунок

7. Переконатися, що експеримент підтверджує справедливість першого і другого законів Кірхгофа. За даними табл. 2.1 визначити алгебраїчну суму струмів Σ I_k. Довільно задатися напрямками обходу контурів і визначити алгебраїчні суми ЕРС ΣE_k і падінь напруги ΣU_k ,. Значення Σ I_k , Σ E_k і Σ U_k записати в табл. 2.3. Скласти систему рівнянь методом безпосереднього застосування законів Кірхгофа для визначення струмів у гілках.

8. Визначити значення опорів резисторів схеми R1, R2, R3 і R4 , записати їхнього значення в табл. 2.4.

9. Розрахувати досліджувану схему методом накладання, задавши значеннями R і Е. Отримані значення часткових струмів гілок та повних струмів гілок внести в табл. 2.5, зіставити їхні значення з експериментальними даними.

10. Розрахувати досліджувану схему методом двох вузлів, отримані значення занести в табл. 2.6, зіставити їхнього значення з експериментальними даними.

11. За значеннями табл. 2.7 побудувати потенційну діаграму для контуру з двома ЕРС.

12. Знайти струм I₄ за даними табл. 2.8. Розрахувати досліджувану схему методом еквівалентного генератора, отримані значення занести в табл. 2,8, зіставивши їх значення з експериментальними даними.