Стислі теоретичні відомості
Елемент кола, в якому здійснюється необоротний процес перетворення електроенергії в теплову називається електричним активним опором.
Розглянемо ділянку кола.
|
Коефіцієнт пропорційності g називається електричною провідністю.
Величина, зворотна провідності R = 1 /g, кількісно визначає значення опору ділянки кола. Опір вимірюється в омах – «Ом», а провідність в сименсах – «См» або «1/Ом».
З закону Ома випливають формули: 
.
В електричному колі кожний елемент – і джерело, і провід, і приймачі мають певний електричний опір.
Зобразимо схему найпростішого електричного кола з врахуванням опорів всіх його елементів.
Через всі послідовно з’єднані елементи кола протікає один і той же струм І. Величина цього струму прямо пропорційна електрорушійній силі джерела і зворотно пропорційна загальному опору кола
, де
R дж – опір джерела;
R п – опір проводів;
R н – опір навантаження (приймача);
R зовн = R п + R н – загальний опір зовнішнього кола.
Ця формула є виразом закону Ома для замкнутого електричного кола. Її можна записати в іншому вигляді:
E = IR дж + IR п + IR н = IR дж + IR зовн.
Частина електрорушійної сили, що витрачається на здолання внутрішнього опору джерела називається падінням (втратою) напруги в джерелі D U дж = IR дж.
Друга частина ЕРС витрачається на здолання опору зовнішнього кола і називається напругою на клемах джерела (генератора) U дж = E – IR дж = E – D U дж.
|
|
|
При зменшенні зовнішнього опору R зовн струм І в колі збільшується, падіння напруги в джерелі збільшується і тому напруга на клемах джерела зменшується.
Залежність U дж(І) називається зовнішньою характеристикою джерела.
Вигляд зовнішньої характеристики джерела:
Як правило R дж << R зовн і, тому допустимо вважати U дж » Е.
Якщо джерело з’єднане з навантаженням лінією передачі (проводами), то при проходженні струму в ній втрачається частина напруги D U п = IR п. Тому напруга U н на клемах навантаження менша за напругу на клемах джерела на величину D U п
U н = U дж– D U п = Е – І (R дж + R п).
Лінії електропередачі, як правило, виконують мідними алюмінієвими і рідше сталевими проводами.
Опір металевого провідника залежить від його довжини l, площі поперечного перетину S і електропровідних можливостей металу – 
, де
l – довжина провідника [м];
S – площа поперечного перетину[мм2]
r – питомий опір [ 
].
Наприклад: r міді = 0,0175 
; r алюмінію = 0,029 ;
r сталі = 0,13 – 0,25 
.
Опір металевого провідника залежить також від температури. При підвищені температури опір збільшується. Приблизно ця залежність визначається формулою
|
|
|
R q2 = R q1 [1 + a(q2° – q1°)], де
R q1 і R q2 – опір відповідно при температурах q1°С і q2°С;
a – температурний коефіцієнт для інтервалу 0° ¸ 100°.
Наприклад: a міді = 0,004 град–1; a алюмінію = 0,004 град–1; a сталі = 0,006 град–1.
На практиці площу перетину проводів вибирають так, щоб втрати напруги в них не перевищували 5 – 10% від напруги джерела.
Хід роботи
1. Зібрати схему (на платі №1), представлену на рисунку нижче:
Рисунок 2.4 – Схема дослідження закону Ома.
2. На блоці живлення встановити перемикач «~ 30 B –» в положення «–».
3. Після подачі напруги на схему встановити значення живлячої напруги Uж = 30 В за допомогою потенціометра на лицьовий панелі блоку живлення. Значення напруги контролювати вольтметром V1.
4. За допомогою реостату R1 встановити три значення струму схеми та записати показання приладів згідно з таблицею 2.1.
Таблиця 2.1 – Таблиця вимірювань та розрахунків.
| R 1, Ом | Uж, В | U 1, В | I 1, мА | R, Ом |
| Проміжне значення | ||||
5. Розрахувати значення опору схеми R для трьох значень R 1 за законом Ома.
6. Розрахувати середнє значення опору схеми Rср та порівняти його з дійсним значенням 800 Ом ± 10%.
|
|
|
7. Побудувати в масштабі вольтамперну характеристику (ВАХ) джерела живлення та опору схеми.
8. Протокол повинен містити назву, мету роботи, перелік та метрологічні параметри приладів, схему на рис. 2.4, таблицю 2.1, розрахункові формули та результати, ВАХ джерела живлення та опору схеми, висновок про виконання закону Ома та відповідність отриманих ВАХ теоретичним.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!