Лабораторная работа № 6.

Колледж экономики, права и информатики

Отчет по лабораторной работе

По дисциплине

«Электротехнические основы источников питания»

 

 

Руководитель:

Мурадянц Г.Г

_______________________

«__»_____________2017 г.

Выполнил:

Козин Никита

студент 25 группы

Специальность09.02.02

«Компьютерные сети»

 

 

Сыктывкар 2017

Лабораторная работа №1

«Измерение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов»

Цель:определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

Выполнение:

1)

2) L = 100м; S=0.1мм²

3) U=1.493мВ

4) I=20.6мА

5) R=1.493/20.6=0.0724мОм

6) P=0.0724*100/0.1=0.0000724мОм=0.0724Ом*мм²/м

7)

№ опыта	Длина, м	Напряжение, В	Сила тока, А	Сопротивление, Ом	Удельное сопротивление, Ом*м
		1,44	0,198	0,7272	0,07272
		1,493	0,02	72,475	0,07247
		1,496	0,01	149,6	0,07262
		1,498	0,0041	365,3	0,07307
		1,499	0,002		0,07495

8) ρ_ср=0,0731 Ом*мм²/м

Табличное значение для никеля ρ

 

Вывод:

Определили удельное сопротивление проводника и сравнили его с табличными данными, в итоге мы получили приблизительное значения. Произошли расхождения в результате погрешности в измерениях и погрешности в вычислениях.

 

Ответы на контрольные вопросы:

1. Что называют удельным сопротивлением проводника?

Постоянный параметр для определенного вещества, определяющийся произведением сопротивления на длину и деленным на площадь поперечного сечения проводника

2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?

Сопротивление прямо пропорционально его длине

3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

Ом на метр

 

 

Лабораторная работа №2

«Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении»

Цель:изучить законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определить формулы расчета сопротивлений таких участков

По данным измерений

Выполнение:

1) R₁=1 R₂=2 R₃=3 R₄=4

 

2)

R(_AD) = 4, 76Ом

R(_AC) = 3 Ом

R(_BD) = 3, 76Ом

R(_CD) = 1, 76 Ом

3)

I(R_AC) = 0,31 A

I (R_CD) = 0,18 A

I (R_BD)= 0,12 A

I (R_AD)= 0,31 A

4)

U(R_AC)= 1,49 B

U (R_CD)= 0,88 В

U (R_BD)= 0,74 В

U (R_AD)= 1,49 В

По данным расчета :

Вывод:

Теоретические расчеты частично потверждают практический данные

5)I(Rac)=0.315 A I=0.136 A I (R_CD)=0.181A

6)I=1.5/4.76=0.315 A I+I=0.136+0.181=0.317

 

Ответы на контрольные вопросы:

1. Может ли сопротивление участка двух параллельно соединненых проводников быть больше (меньше) любого из них? Объясните ответ.

Может быть меньше, так как 1/R_общ=1/R1+1/R₂

2. Какие законы сохранения используются для вывода формул сопротивления параллельного и последовательного соединения проводников?

Первый и второй законы Кирхгофа

3. Проанализируйте аналогию между приводимыми здесь формулами и формулой для расчета сопротивления одного проводника через его геометрические параметры: . В чем заключается эта аналогия?

Аналогичная пропорция R=U/I можно привести к U=p*L и I=S

 

 

Лабораторная работа №3

«ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»

Цель:определить сопротивление источника цепи и его ЭДС

Выполнение:

1.

2. V = 1.49 B

3. V=0.950 B I=0.33 A

4.

 

5) R= (0,75-0,6)/(0,24-0,29)=0,3 Ом

Ответы на контрольные вопросы:

1. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

Сила тока пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сумме внутреннего и внешнего сопротивлений.

2. Чему равна ЭДС источника при разомкнутой цепи?

В таком случае ЭДС равна напряжению

3. Чем обусловлен внутреннее сопротивление источника тока?

Отношению изменения силы тока к изменению напряжения

4. Чем измеряется сила тока короткого замыкания батарейки?

Отношением ЭДС в внутреннему сопротивлению

Лабораторная работа № 4

«Исследование сложных цепей постоянного электрического тока»

Цель:изучить приемы расчета сложных электрических цепей постоянного тока.

Выполнение:

1.

2. R_зам=1500 Ом R_раз=1500 Ом

3. I_зам=0.5мAI_раз=0.29мA

U_зам=0.49B U_раз=0.89B

Вывод: Разность потенциалов в точках О и О^’ равна 0, и ток тоже равен 0. Замкнутое и разомкнутое состояние не влияют на работу схемы

 

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какие свойства схемы могут оказаться полезными при расчете сложных схем?

Из симметрии ясно, что токи через элементы CO и DO должны быть одинаковы и равны токам, текущим через элементы OF и OE. А раз так, то в точке О цепь можно разорвать, при этом токи через элементы сетки не изменятся:

2. Между какими точками схемы, изображенной на рисунке 3, напряжение равно нулю?

Точки О и О^’

3. Исследуйте аналогичным способом сопротивление между противоположными вершинами проволочного куба? Чему равно сопротивление между этими точками?

Пусть сопротивление одного ребра куба = r, тогда

R_AB= + + =

 

 

Лабораторная работа №5

«Мощность в цепи постоянного тока»

Цель:изучить законы выделения мощности в цепях постоянного тока и согласования источников тока с нагрузкой.

Выполнение:

1.

2.

	0,1363	0,136	0,018537
	0,1	0,499	0,0499
	0,088	0,617	0,054296
	0,0883	0,666	0,058808
	0,075	0,749	0,056175
	0,0681	0,818	0,055706
	0,06	0,899	0,05394
	0,0535	0,964	0,051574
	0,04		0,04
	0,03	1,1	0,033
	0,02	1,2	0,024

 

Вывод: При сопротивлении нагрузки0,65 ОмМощность, отдаваемая источником питания будет максимальна.

Чем ниже сопротивление нагрузки, тем больше теряется мощности.

Оптимальное сопротивление нагрузки ≥ внутреннему сопротивлению источника питания.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Почему при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней растет?

По закону Ома, напряжение прямо пропорционально сопротивлению.

2. Объясните, почему выделяемая на нагрузке мощность мала, если сопротивление нагрузки сильно отличается от внутреннего сопротивления источника? Обратите внимание на формулы для силы тока (1) и напряжения (2) на нагрузке.

По формуле видно, что мощность обратно пропорциональная сумме сопротивлений нагрузки и источника питания, таким образом, наибольшая мощность будет выделяться на нагрузке при равенстве этих сопротивлений.

 

 

Лабораторная работа № 6.

«Принцип работы плавких предохранителей в электрических цепях»

Цель:рассчитать предохранители для защиты электронной сети с напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.

Выполнение:

1.

U генератора = 220В

Р лампочек = 60 Вт и 150 Вт

Р нагревательных приборов = 600Вт и 1000Вт

Рабочее напряжение = 240В

I = P/U

P,Вт	U,В	I,А
		0,27
		0,68
		2,72
		4,54

 

Вывод: Номинальный ток вставки должен удовлетворять требованию Iвст>Ip.

Каждый предохранитель сработал лишь тогда, когда будет превышение тока плавкой вставки на участке в цепи, который он защищает, величина тока предохранителя должна быть больше расчетного тока участка цепи.

 

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?

Предохранитель необходим для защиты электрической цепи

2. Как рассчитать номинальный ток плавкой вставки предохранителя?

Рассчитать по формуле I=P/U

3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых «жучков» — случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?

Потому, что случайно выбранные проводники могу не расплавиться при критической силе тока.

 

 

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Закон Ома | Закон Ома для участка цепи, формула

Как говорится в среде радиолюбителей: “Если не знаешь закон Ома, то сиди-ка лучше дома”.

Закон Ома с точки зрения гидравлики

Как вы уже знаете, электрический ток имеет аналогию с гидравликой. Напряжение – это уровень воды в башне. Сопротивление – это  труба или шланг. Сила тока – это объем воды за какой-то период времени.

Теперь давайте рассмотрим такой случай. Пусть вместо башни у нас будет сосуд с водой, в котором пробиты три одинаковых отверстия на разной высоте сосуда. Так как сосуд у нас наполнен водой, следовательно, на дне сосуда давление будет больше, чем на  его поверхности.

Как вы видите, нижняя струя, которая находится ближе ко дну, стреляет дальше, чем средняя струя. А средняя струя стреляет дальше, чем верхняя.  Заметьте, что отверстия у нас везде  одинакового диаметра. То есть можно сказать, что сопротивление каждого отверстия воде одинаково. За одинаковое время, объем воды, вытекаемый с самого нижнего отверстия намного больше, чем объем воды, вытекаемый со среднего и самого верхнего отверстия. А что у нас такое объем воды  за какое-то время? Да это же сила тока!

Итак, какую закономерность мы тут видим? Учитывая, что сопротивление везде одинаковое, получается что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока!

Опыт №1

Думаю, у каждого из вас есть садовый участок. Где-то недалеко от вас всегда есть водонапорная башня

Для чего нужна водонапорная башня? Для контроля уровня расхода воды, а также для создания давления в трубах, иначе как вы  будете поливать свои огурцы? Вы никогда  не замечали, что башню возводят  где-нибудь на возвышенности? Для чего это делается? Как раз для того, чтобы создать давление.

Предположим, что ваш садовый участок находится выше, чем верхушка водобашни. Что произойдет в этом случае? Вода просто-напросто не дойдет до вас! Физика… закон сообщающихся сосудов.

У всех на кухне и в ванной есть краник. После очередного трудового дня вы решили помыть руки. Для этого вы на полную катушку включаете воду, и она начинает течь бурным потоком из краника:

Но вас не устраивает такой поток воды, поэтому, покрутив ручку крана, вы уменьшаете поток воды на минимум:

Что только что сейчас произошло?

Поменяв сопротивление потоку с помощью ручки краника, вы добились того, что этот поток воды стал течь очень слабо.

Давайте же проведем аналогию этой ситуации с электрическим током. Итак, что имеем? Напряжение потока мы не меняли. Где-то там вдалеке стоит водобашня и создает давление в трубах. Мы ведь не имеем права трогать водобашню, а тем более ее сносить). Поэтому уровень воды в башне все время полный, так как насос все время подкачивает воду до максимального уровня. Следовательно, напряжение у нас постоянное и не меняется.

Закрутив обратно ручку краника, мы  только что поменяли сопротивление трубы, из которой сделан краник. В данном случае мы увеличили сопротивление потоку воды. А что у нас получилось с потоком водички? Она стала бежать медленнее! То есть, можно сказать, что количество молекул воды за какое-то время при полностью открытом и полузакрытом кранике получилось разное. Ну-ка, вспоминаем, что такое сила тока 😉 Кто забыл, напомню – это количество электронов протекающих через поперечное сечение проводника за какой-то период времени. И что у нас стало с этой силой тока? Она уменьшилась!

Делаем вывод:

При увеличении сопротивления, сила тока, проходящая через это сопротивление, уменьшается.

Опыт N2

Итак. Имеем вот такую схему водоснабжения:

Теперь представьте, что вы поливаете огород и вам  надо наполнить  бочку с водой из шланга за 10 минут. Ни секундой раньше и не позже! У вас в огороде поток воды бежит примерно вот так:

Допустим, с водобашни у нас идет простой резиновый шланг. Сосед случайно припарковал свой автомобиль прямо на шланге и чуть-чуть придавил его

У вас поток воды стал убывать. Идти ругаться с соседом? Он уже ушел по делам, а бочку за 10 минут  наполнить не успеете. Потребуется больше времени. Как же быть? А почему бы нам не открыть краник перед водобашней чуток побольше? А это хорошая идея! Открываем краник на полную катушку и добиваемся, чтобы уровень воды в башне стал еще больше, чем был до этого (хотя  в башнях стоят защиты от переполнения какого-либо максимального уровня, но для примера упустим этот момент).

Итак, что у нас получается? Сосед придавил шланг, значит увеличил сопротивление. Поэтому сила тока у нас стала меньше. Чтобы восстановить силу тока, мы для этого увеличивали напряжение, то есть уровень воды в башне.

Вывод: при увеличении напряжения увеличивается и сила тока.

Опыт №3

Но беда не приходит одна. На башне сломалось реле контроля водонасоса! Насос качает воду и не отключается! Башня переполняется и поток воды из шланга с каждой секундой становиться все больше и больше! Что же делать? Мы же переполним нашу бочку за отведенное нам время! Спокойствие, только спокойствие… Выход есть! Для этого бежим и чуток перекрываем краник , добиваясь того, чтобы поток воды из шланга тек также, как и раньше 😉

В этом случае уровень воды (напряжение) на водобашне стал увеличиваться из-за того, что насос не отключался и все время качал воду. Поэтому, поток воды (сила тока) у нас тоже стала  расти. Чтобы выровнять силу тока, мы увеличили сопротивление краника ;-), тем самым привели в норму уровень воды в водобашне (напряжение) до приемлемого уровня.

Формула Закона Ома

Ну как, увидели закономерность из всего вышеописанного? А вот немецкий физик Георг Ом с помощью простых опытов нашел все-таки связь между этими тремя величинами и с тех пор этот закон носит его имя:

где

I – это сила тока, выражается в Амперах (А)

U – напряжение, выражается в Вольтах (В)

R – сопротивление, выражается в Омах (Ом)

Заключение

Закон Ома является самым главным законом в электронике. Абсолютно вся теория цепей построена именно на законе Ома. Поэтому, чтобы научиться читать электрические схемы, вам очень важно знать, как связаны напряжение, сила тока и сопротивление на участке цепи. В этой статье мы с вами разобрали закон Ома для участка цепи, но есть еще закон Ома для полной цепи, о котором можно прочитать в этой статье.

Более подробно про закон Ома для участка цепи вы можете также прочитать в этой статье.

Ответы@Mail.Ru: 2 вопроса по электротехнике!

Закон ОМа еще никто не отменял. U = I * R 1) изменяется пропорционально изменению напряжения 2) изменяется обратно пропорционально сопротивлению

1) — Величина тока будет изменяться так же как и напряжение — если напруга растет, то и ток будет расти, ну и наоборот. Возьмите закон Ома и несколько цифирок подставьте и сами все увидите. 2) — Величина тока будет изменяться обратно величине сопротивления, то есть если сопротивление растет, то ток падает и наоборот. Опять же — закон Ома в помощь.

Ток = Наприжение / Сопротивление. Соответственно, при увеличении напряжения и постоянном сопротивлении — ток увеличивается. При увеличении сопротивления при постоянном напряжении — ток уменьшается. Закон Ома

Всё уже написали :))

Почему с увеличением длины линий электропередач необходимо повышать её рабочее напряжение?

физику учил а?…

Учебник физики 9 класс

напряжение расходуется и пока дойдет до конечной точки, упадет, поэтому берут с запасом

Повышение силы тока вызывает повышение нагрева проводов. При постоянной мощности нагрузки повышаем напряжение — ток понижается. Короче, чтобы потерь было меньше.

С увеличением длины растет сопротивление — идут потери напряжения, чтобы этого избежать повышают напряжение

Для передачи электроэнергии на более значительные расстояния-порядка сотен километров-нужны более высокие напряжения-несколько сотен тысяч вольт. При данной мощности чем выше напряжение линии электропередачи (ЛЭП) , тем меньше должна быть сила тока, а вместе с ней уменьшается падение напряжения в линии и потери энергии на нагревание проводов, если считать постоянной величиной сопротивление линии. Таким образом, повышение напряжения линии передачи дает возможность при тех же относительных потерях передавать энергию на более дальние расстояния. По этой причине стремятся применять для линий передач все более высокие напряжения.

Любая линия передач имеет своё внутреннее сопротивление. При увеличении длины линии сопротивление увеличивается. Линия по сути является преобразователем ток-напряжение, и напряжение-тепло. Если увеличить длину линии и оставить напряжение тем же, то тока будет потребляться больше, следовательно линия будет больше греться с увеличением тепловых потерь. И трансформатор, который стоит на входе линии (наверняка стоит) может тоже не выдержать. Соответственно, один из возможных выходов — увеличить напряжение, избежав увеличения потребления тока.

наверное чтобы не было потерь

она становится дленее и поглощает более энергии

Потери в линиях передач определяются протекающим током . Если бы сопротивление проводов было равно нулю, то безразлично какое напряжение или ток . Все проводники имеют какое-то хоть и небольшое, но сопротивление и мощность, теряемая на проводах и просто нагревающая провод определяется P=I^2*R,где I -ток, а R -сопротивление проводов. Чем меньше ток, тем меньше потерь. Поэтому для передачи той же полезной мощности с меньшими потерями повышают напряжение.

как меняется сила тока при увеличении сопративления?

Уменьшается потому что I= U/R, где R — сопротивление а U — напряжение. Следовательно представив что U константа, при увеличении сопротивления Сила тока I уменьшится, а при уменьшении — наоборот.

уменьшается. Закон Ома

это зависит от дляны проводника и плошадь поперечного сечения (толщина)

Согласно закону Ома уменьшается

пропорционально

по закону Ома при увеличении сопротивления ток уменьшается!!

Почему при понижении напряжения растет сила тока?

Куда она растет? То-то она у тебя «выросла» с 220А до 12А. Возможно, имеется ввиду что при одинаковой потребляемой МОЩНОСТИ сила тока при меньшем напряжении будет больше, ну так то мощность, а не сопротивление.

Транс видать преобразует напряжение в ток или обратно может преобразовать 🙂

Пример У тебя есть нагрузка мощностью 100Вт И напряжение 220 В По формуле P=U*I найдем ток Он равен 0,4545 ампер А теперь при этой же нагрузке в 100Вт уменьшим напряжение до 50 В И получим ток уже 2 ампера Как видишь при понижении напряжения ток вырос

Всё дело в способе использования. Допустим, есть источник питания напряжением 240V AC. С него разрешено снимать ток 1А. Но можно включить трансформатор 240->12, и тогда со вторичной обмотки можно снимать уже 20 ампер. Мощность от этого не изменится (если КПД трансформатора 100%, чего я пока не встречал).

Смотри тут: <a rel=»nofollow» href=»http://ce-studbaza.ru/» target=»_blank»>http://ce-studbaza.ru/</a>

нагрузка в 1 ом для 220в очень низкоомная, а значит мощность была бы высоковата… 44квт, мотор лифта бывает и таким или сталеплавильная печь а дома расплавится проводка напряжение и ток — две стороны одной медали, иногда нужно напряжение побольше (когда все никак ток не течет, например гвоздями воткнутыми и 220в на них — бутерброд разогреть почти не сырой, батарейка давит слабо, ток не течет, нужен бутерброд на 1 ом, либо поднять напряжение пока ток не пойдет нужный 220в розетка не выдаст 220ампер на 1 ом который ты подключишь для 220ампер надо толстые провода очень, и даже они греются… решили что попадание пули лучше удара бревна вольты проще (хоть и опаснее) амперов, ток теперь не греет тонкий провод, только проводку толще изолировать приходится если надо греть железку, которая как труба широкая не сопротивляется, для толкучки нужна толпа, сильно не надавиш, быстро в коридор их заряжай а если коридор сопротивляется так, что винипуха толкать запаришся, толпу виннипухов и за день не протолкнешь, и напряг огого нужен к 0.1вольта можно и КЗ подключать, потечет 3000ампер через гаечный ключь упавший на банку аккумулятора мощного, он тутже в лужу металла расплавляется, к розетке провода тонковаты идут, она не сможет ни 220в, ни 0.1 * 3000ампер на гаечном ключе создать, а все создаст на проводах из щитка, узких и длиных, они расплавятся а не гаечный ключь — кусок широкого коридора посреди пути виннипуха

Почему уменьшается напряжение на зажимах источника при увеличении нагрузки (тока в цепи) ?

Падение напряжения (I * Rи) — Внутри источника и также на нагрузке (I * Rн) . В сумме это ЭДС источника Е=(I * Rи) +(I * Rн) . Е = без нагрузки (цепь разомкнута) . Чем больше ток, тем больше произведение (I * Rи) и на себя оно (Rи) «отнимает» напряжение и сравнивая с ЭДС мы видим на нагрузке порядочное занижение напряжения.

Потому-что источник не стабилизированный!

потому что нагрузка больше чем он расчитан

потому что источник питания слабоват

у любого источника питания есть внутреннее сопротивление. На нем остается пропавшее напряжение.

В вопросе непонятка: для простых источников если нагрузка растет — ток уменьшается. У каждого источника есть внутреннее сопротивление и ЭДС Если внутреннее сопротивление мало по сравнению с нагрузкой, то это источник НАПРЯЖЕНИЯ, если наоборот велико — то ТОКА, в промежуточном случае, наблюдается зависимость выходных параметров источника от тока в цепи. Скажем, закон Ома для полной цепи ЭДС=Ток*(Нагрузка + Внутренн. Сопрот.) . Напряжение на клеммах источника есть ЭДС-Ток*Внутр. Сопрот. При росте тока, напряжение на клеммах «проседает». Источник просто не может отдавать много тока с такой же энергией носителей, т. к. мощность у него ограничена.

при увеличении тока увеличивается сопротивление в данном случае внутреннее сопротивление источника тока.