| Федеральное агентство по образованию
Ухтинский государственный технический университет
Кафедра электрификации и автоматизации технологических процессов
Отчет по лабораторной работе №1
«Закон Ома»
Выполнил
ст. гр. БТП-07 Таранова Е. А.
Проверил
Минчанкова Е. А.
Ухта, 2009
Цель работы:
Изучение закона Ома, построение зависимости У(R), U(R).
Краткая теория.
Закон Ома
определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи постоянного тока без активных элементов (рис.1.1):
 ;
Рис.1.1
Обобщенный закон Ома
определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи постоянного тока, содержащем резистор и идеальный источник ЭДС (рис.1.2):
 ;
Формула справедлива для указанных на рис.1.2 положительных направлений падения напряжения на участке цепи (Uab
), идеального источника ЭДС (Е
) и положительного направления тока (I
).
Рис.1.2
В сложных цепях встречаются соединения, которые нельзя отнести ни к последовательным, ни к параллельным. К таким соединениям относятся трехлучевая звезда и треугольник сопротивлений (рис.1.3). Их взаимное эквивалентное преобразование во многих случаях позволяет упростить схему и свести ее к схеме смешанного (параллельного и последовательного) соединения сопротивлений. При этом необходимо определенным образом пересчитать сопротивления элементов звезды или треугольника.
 
Рис.1.3
Формулы эквивалентного преобразования треугольника сопротивлений трехлучевую звезду:
  
Формулы эквивалентного преобразования трехлучевой звезды сопротивлений в треугольник:
  
Режимы электрических цепей определяются первым и вторым законами Кирхгофа.
Первый закон Кирхгофа
для цепи постоянного тока:
Алгебраическая сумма токов в узле равна 0.
 ;
Второй закон Кирхгофа
для цепи постоянного тока:
Алгебраическая сумма падений напряжений на элементах контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом же контуре.
Для составления системы уравнений на основании законов Кирхгофа необходимо:
1. Выбрать произвольно положительные направления искомых токов ветвей и обозначить их на схеме. Число токов должно быть равно числу ветвей схемы (В). Составить (Y - 1) – уравнений по первому закону Кирхгофа, где (Y) – число узлов схемы. Со знаком плюс учесть токи, втекающие в узел, а со знаком минус – вытекающие из узла.
2. Выбрать независимые контуры, число которых равно:
(НК) = (В) – (Y- 1)
Независимые контуры - контуры, отличающиеся друг от друга хотя бы одной новой ветвью.
3. Выбрать положительные направления обхода контуров (произвольно). Составить (В) - (Y - 1) уравнений по второму закону Кирхгофа для независимых контуров (НК), следуя правилу: если направление тока в ветви и направление обхода контура совпадают, напряжение на участке записать со знаком плюс. В противном случае - со знаком минус. Аналогично выбирают знак ЭДС.
4. Объединить уравнения, составленные по первому и второму законам Кирхгофа в систему алгебраических уравнений. Подставить численные значения и решить систему уравнений.
Принципиальная электрическая схема.
Ход работы.
Проводили измерения силы тока при различных значениях сопротивления и напряжения.
| U, B
|
0
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
| У, мА при R=100 Ом
|
0
|
20,7
|
41,5
|
62
|
82,8
|
103,5
|
124,2
|
| R=150 Ом
|
0
|
12,8
|
25,7
|
38,5
|
51,4
|
64,2
|
77,1
|
| R=330 Ом
|
0
|
6
|
11,9
|
17,9
|
23,8
|
29,8
|
35,7
|
Получили зависимость У(U):
Аналогично проводили измерения силы тока при изменяющихся сопротивлении и напряжении.
| R
|
100
|
150
|
220
|
330
|
470
|
680
|
1000
|
| У; мА при U=12 B
|
124,2
|
77,1
|
55
|
35,8
|
25,6
|
17,7
|
11,9
|
| U=8 B
|
82,8
|
51,3
|
36,7
|
23,9
|
17
|
11,8
|
7,9
|
| U=4 B
|
41,4
|
25,7
|
18,3
|
11,9
|
8,5
|
5,9
|
3,9
|
Получили зависимость У(R):
Вывод
В результате проведенных опытов получили, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению в цепи.
Библиографический список.
1. Электротехника. Под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Высшая школа, 1985.
2. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника.- М.: Энергоатомиздат. 1985.
3. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е.Электротехника.- М.: Энергоатомиздат. 1987.
|