Практическая работа № 1

Расчет цепей с последовательным соединением приемников электроэнергии

Цель: формирование умений рассчитывать

цепи с последовательным соединением

приемников электроэнергии

Общие сведения: (теоретический материал)

Простейшая электрическая цепь (рис. 1) содержит источник электрической энергии Г,

приемник энергии Г и два линейных провода Л

1

и Л

2

, соединяющих источник с приемником энергии.

Линейные провода присоединяются к источнику электрической энергии при помощи двух зажимов,

называемых положительным ( + ) и отрицательным (—) полюсами.

Источниками электрической энергии служат генераторы (электрические машины, приводимые

в движение какими-либо механическими двигателями), аккумуляторы и гальванические элементы,

условное обозначение которых показано на рис. 2. В качестве приемников электрической энергии

применяют осветительные лампы, электрические двигатели, электронагревательные приборы и пр.

Рис 1. Простейшая электрическая цепь

Рис. 2. Условное обозначение источников

электрического тока:

а)

генератора

постоянного

тока,

б)

аккумуляторов и гальванических элементов, в)

батареи аккумуляторов и гальванических эле-

ментов

При последовательном соединении элементов электрической цепи конец элемента присоединяется к

началу следующего элемента. На каждом из элементов цепи происходит падение напряжения,

зависящее от силы тока цепи и величины сопротивления элемента цепи: U = I × R (по закону Ома для

участка цепи). Ток в такой цепи является общим для всех элементов цепи: I = I

1

= I

2

… Напряжение

суммируется из падений напряжений на каждом элементе цепи (по 2 закону Кирхгофа) U = U

1

+ U

2

+ …. Общее сопротивление всей цепи при последовательном соединении элементов равно сумме

сопротивлений каждого элемента цепи: R = R

1

+ R

2

+ …

1. Входной контроль: (вопросы, тесты, задачи)

1.

Электрическая цепь постоянного тока, ее элементы и параметры (сила тока, напряжение, ЭДС,

сопротивление);

2.

Законы Ома;

3.

Законы Кирхгофа;

4.

Последовательное соединение источников и проводников

2. Порядок выполнения практической работы: (задание, порядок выполнения)

Ознакомиться с методикой расчёта. По заданным условиям (таблица 1), произвести

расчёт неизвестных величин.

В отчёте по данному заданию должно содержаться следующее:



Схема электрической цепи;



Формулы для определения неизвестных величин;



Краткий анализ и выводы.

3. Пример:

1. Выполняем схему электрической цепи

2. Определяем необходимые величины, используя формулы закона Ома для участка цепи и

второй закон Кирхгофа

U = I × R

I = I

1

= I

2

= I

3

= I

4

R = R

1

+ R

2

+ R

3

+ R

4

U = U

1

+ U

2

+ U

3

+ U

4

2.1 I = I

1

= U

1

/ R

1

= 10 / 2 = 5 А

2.2 R

2

= U

2

/ I = 25 / 5 = 5 Ом

2.3 U

3

= R

3

× I = 8 × 5 = 40 В

2.4 R

4

= U

4

/ I = 50 / 5 = 10 Ом

2.5 R = R

1

+ R

2

+ R

3

+ R

4

= 2 + 5 + 8 + 10 = 25 Ом

2.6 U = U

1

+ U

2

+ U

3

+ U

4

= 10 + 25 + 40 + 50 = 125 В

или U = I × R = 5 × 25 = 125 В

4. Ход работы:

Таблица 1 Варианты заданий для практического занятия 1

Вариант

R

1

, Ом

R

2

, Ом

R

3

, Ом

R

4

, Ом

R, Ом

I, А

U

1

, В

U

2

, В

U

3

, В

U

4

, В

U, В

1

2

4

6

8

?

2

?

?

?

?

?

2

1

3

5

7

?

?

?

?

?

?

32

3

6

5

4

3

?

?

12

?

?

?

?

4

?

?

?

?

?

4

12

16

20

24

?

5

?

5

6

?

?

3

12

?

?

21

?

5. Вывод:

Используя необходимые формулы для расчета цепей постоянного тока с последовательным

соединением элементов, произвели расчет неизвестных величин.

R

1

, Ом

R

2

, Ом

R

3

, Ом

R

4

, Ом

R, Ом

I, А

U

1

, В

U

2

, В

U

3

, В

U

4

, В

U, В

6. Итоговый контроль: (вопросы, тесты, задачи)

Определить эквивалентное сопротивление, если R

1

=3 Ом, R

2

=6 Ом, R

3

=2 Ом, R

4

=4 Ом соединены

последовательно.