|
Содержание работы или список заданий
|
Инструкция к лабораторной работе №1
ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Для построения электрической схемы необходимо воспользоваться сайтом http://www.falstad.com/circuit/ У кого проблемы с английским – рекомендуется пользоваться Yandex-браузером (https://browser.yandex.ru/). Он способен выполнять перевод онлайн.
2. Цель работы – определение параметров схемы, изображенной на Рис. 1.1.
3. Перед началом работы в меню выбрать «Схемы/ Пустая схема».
4. В рабочем окне построить электрическую схему, изображенную на Рис. 1.1:
Для этого:
- рисуем источники ЭДС Е1 и Е2 выбрав в меню: «Рисовать/ Входы и источники/ Добавить источник напряжения (2 вывода)». После чего на рабочем поле, удерживая левую кнопку мыши, рисуем источник ЭДС. Если источник выбран корректно, на схеме он отобразится в следующем виде:
Большая вертикальная черточка соответствует положительному выводу, маленькая – отрицательному. Т.е. нижеприведенные обозначения с точки зрения положительного и отрицательного выводов будут эквивалентны:
Важно! Если вы случайно выполнили ошибочное действие, или нарисовали не тот элемент, нажатие комбинации клавиш «Ctrl+Z»вернет схему в исходное состояние.
Далее необходимо задать величины ЭДС каждого источника. Для этого наводим на него указатель мыши и нажимаем правую клавишу. В выпадающем меню выбираем пункт «Редактировать…». В открывшейся вкладке «Свойства» вводим величину в поле «Напряжение». Остальные поля оставляем неизменными (см. Рис. 1.4).
Рис. 1.4
Важно! Для выхода из режима рисования (в нашем случае рисования источников ЭДС) нажать клавишу «Esc».
- рисуем резисторы R1, R2, R3, R4, R5. Для этого в меню выбираем «Рисовать/ Добавить резистор». Для задания номиналов резисторов наводим на них указатель мыши и нажимаем правую клавишу. В выпадающем меню выбираем пункт «Редактировать…». В открывшейся вкладке «Свойства» вводим величину в поле «Сопротивление» (см. Рис. 1.5).
Рис. 1.5
- рисуем соединяющие провода между элементами E и R: «Рисовать/ Добавить провод».
Важно! Все соединения необходимо вести до узлов элементов (совмещаем точки на концах элементов)! Иначе соединения не произойдет, ток в месте соединения протекать не будет, и узел будет подсвечен красным цветом (см. Рис 1.6). Для увеличения числа узлов можно использовать короткие отрезки соединяющих проводов.
Рис. 1.6 Красная точка - отсутствие соединения между проводом и резистором.
- для измерения напряжения рисуем вольтметры «Рисовать/ Выходы и инф. элементы/ Добавить вольтметр»:
Важно! Поскольку вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, его сопротивление равно бесконечности и ток через него не протекает! Поэтому вольтметр включается параллельно(!!!) исследуемому элементу (см. рис. 1.7).
Правильно Неправильно
Рис. 1.7
- для удобства навигации по схеме рекомендуется подписать все ее элементы (E1, E2, R1, R2, R3, R4, R5), для чего нажать: «Рисовать/ Выходы и инф. элементы/ Добавить надпись».
5. Включаем имитатор электрической схемы, нажав клавишу «Start/STOP» справа от рабочего поля. Направление протекающих токов и их значения будут отражены непосредственно на схеме. Например:
Ток I = 30,301мА протекает через резистор номиналом 70 Ом справа налево. Если ток на схеме по какой-либо причине не отображается, его величину можно определить, наведя указатель мыши на требуемый проводник.
Значения напряжений будут показаны вольтметрами.
6. Выполняем измерения величин токов I1, I2, I3, I4, I5, а также напряжений UАВ, UВC, UАC. Результаты измерений заносим в строку 1.1 таблицы 1.1.
Таблица 1.1
схема опыта,рис. ИЗМЕРЕНО сопротивление, кОм
ЭДС, В
ток, мА напряжение, В НОМИНАЛ ИЗМЕРЕНО РАССЧИТАНО
I1 I2 I3 I4 I5 UAB UBC UAC R1
1.1 R2
R3
1.2 R4
R5
1.3 E1
E2
7. Для сохранения разработанной схемы следует воспользоваться командой «Файл/ Сохранить как». Данные сохранятся в текстовом файле.
8. Для схем, изображенных на Рис. 1.2 и Рис. 1.3 построение схемы и измерения выполняются аналогично. Данные заносятся соответственно в строки 1.2 и 1.3 таблицы 1.1 и используются в методе наложения.
9. Результаты выполненных измерений схемы Рис. 1.1 следует проверить по 1-у и 2-у законам Кирхгофа.
10. По полученным экспериментальным данным необходимо выполнить расчет схемы Рис. 1.1 следующими методами:
- Метод контурных токов;
- Метод узловых потенциалов;
- Метод наложения (по данным пунктов 1.2 и 1.3 Таблицы 1.1).
11. Правильность расчетов подтвердить балансом мощностей (Рист= Рпотр).
12. В отчет по лабораторной работе необходимо включить:
- Титульную страницу;
- Три схемы, выполненные на сайте http://www.falstad.com/circuit/
- Заполненную таблицу 1.1
- Расчеты по п. 8-10.
|