Lucrări de laborator № 306
FISA DE REZISTENTA SI TENSIUNE
Aparate și accesorii: sursă de curent, doi voltmetri, doi miliamperi, reostat, rezistențe de încărcare.
Introducere. Rheostatul este un dispozitiv pentru reglarea curentului sau a tensiunii în circuitele electrice prin schimbarea rezistenței sale. Pentru diferite reostaturi, rezistența poate fi schimbată fie fără probleme, fie în trepte.
Există două scheme de comutare a reostaturilor.
1
2
Rezistența reostaturilor diapozitive variază brusc și nu absolut fără probleme. Valoarea saltului în rezistență este egală cu rezistența unei singure rotiri de sârmă, care este înfășurarea reostatului. Dacă este necesară o reglare mai bună a curentului (tensiune), un al doilea reostat R2 este conectat la circuit. a cărui rezistență este de 10 ... 20 de ori mai mică decât R. Schema de reglare curentă este prezentată în figura 3, circuitul reglajului de tensiune fină - în Fig.
Exercițiul 1. Reostat
P
unde R este rezistența întregului reostat,
R1 este rezistența porțiunii active a reostatului cu lungimea l,
RH este rezistența la sarcină,
r este rezistența internă a sursei de curent, E este emf-ul sursei de curent.
Atunci când reostatul D se deplasează de la A la KV, rezistența Rl va varia de la zero la cel mai mare R. și curentul în circuit -
din cele mai mari
Să găsim așa-numita multiplicitate de reglementare curentă K. care, prin definiție, este raportul dintre cel mai mare curent și cel mai mic dintre domeniile lor de variație:
Se poate observa din formula (2) că limitele de control ale curentului reostat sunt mai mari, cu cât raportul R / (RH + r) este mai mare. și anume Cu cât rezistența reostatului este mai mare comparativ cu rezistența la sarcină (rezistența internă a sursei de curent este de obicei mult mai mică decât RH).
Dacă elementul de reglare (reostat) este inclus în circuitul electric, atunci ar fi de dorit ca limitele de control curente să fie cât mai mari posibil. Cu toate acestea, posibilitatea de a obține K mare pentru reostat este limitată. Cu cât rezistența reostatului este mai mare, cu atât este mai scăzută curența de funcționare (nominală) admisă. Prin includerea unui astfel de reostat într-un circuit cu o sursă puternică de curent, puteți arde înfășurarea reostatului. De fapt, dacă motorul lui D se află în apropierea terminalului A. curentul din circuit este determinat în principal de valoarea rezistenței la sarcină și dacă acest curent este mai mare decât curentul nominal al reostatului, atunci acesta din urmă va fi stricat. În plus, în cazul lui R` ° RH, pe măsură ce motorul D se apropie de borna A, schimbarea curentă devine din ce în ce mai mare. Deci, atunci când alegeți un reostat, trebuie să țineți cont și să îndepliniți două condiții: 1) rezistența reostatului ar trebui să fie mai mare decât rezistența la sarcină RbratRH. 2) curentul maxim de sarcină nu trebuie să depășească curentul nominal de reostat (permis pentru funcționare normală).
Descrierea instalației. Toate dispozitivele sunt necesare pentru măsurarea, plasate pe un panou de laborator: 1) un reostat cu o riglă (soprotivlenieR = 1200 ohmi, curentul nominal de 0,5 A), 2), două voltmetru pentru a măsura dincolo de 15, 3), cu două milliammeter exterior 75 mA și 1,5 mA. Două rezistențe, care îndeplinesc rolul încărcăturii, sunt plasate în subsolul panoului.
În primul caz, un miliammetru cu 75 mA este conectat în serie cu sarcina, în al doilea - la 1,5 mA.
1.Conține circuitul cu sarcina RH1 = 120 ohmi în conformitate cu schema (figura 5). Comutatorul comutator trebuie să fie în poziția deschisă în timpul montării. Tensiunea constantă din rețeaua de laborator este conectată la borne cu o denumire de -6 V.
2.Aspundeți profesorului pentru a verifica asamblarea corectă a circuitului.
3. Atenție! Înainte de a porni comutatorul de comutare. setați reostatul și rezistența maximă (motorul D este mutat la borna B).
4.Închideți sursa de alimentare cu comutatorul Bk. Deplasând reostatul pe partea inferioară a rezistenței, îndepărtați tensiunea la intrarea U. tensiunea pe UH și curentul în circuitul I (același curent de încărcare) de la distanța l între motorul reostat D și borna A. numără-l în jos pe conducător. Astfel de măsurători trebuie efectuate de la 42 cm la zero la intervale aproximativ egale de 4 ... 5 cm. Rezultatele sunt scrise în Tabelul 1.
Încărcați 120 Ohm
Prelucrarea rezultatelor. 1. Conform datelor din tabelul 1, graficul pentru fiecare sarcină este reprezentat de graficele dependenței curentului I și ambelor tensiuni U și UH de lungimea secțiunii de lucru a reostatului.
2.Calculați raportul dintre multiplicitatea curentului de control pentru acea și cealaltă încărcare, luând cea mai mare și cea mai mică valoare curentă din Tabelul 1. Comparați rezultatele cu formula (2).
Potențiometru (separator de tensiune)
Utilizarea reostatului ca regulator de curent în circuit, ca în exercițiul 1, are un dezavantaj semnificativ. Este imposibil să modificați curentul de la cea mai mare valoare a zero. în timp ce în această situație există adesea o nevoie. Din această deficiență poate fi eliminată prin includerea reostatului în mod consecvent și paralel cu sarcina. O astfel de metodă de includere se numește potențiometric. pentru care același reostat, dar într-o altă capacitate, a fost numit potențiometru. Trebuie subliniat faptul că potențiometrul este folosit mai degrabă ca un regulator de curent, ci ca un regulator de tensiune pe sarcină și într-o gamă largă.
Luați în considerare circuitul circuitului electric (fig.6), în care reostatul funcționează ca un potențiometru (se mai numește și un separator de tensiune).
K
- conturul ARHDRlA,
Rezolvind acest sistem de ecuații, obținem curentul de sarcină.
Cunoscând curentul, puteți calcula tensiunea conform legii lui Ohm
Să analizăm rezultatul obținut (3). Când motorul D se deplasează de la borna A la borna B, rezistența Rl crește de la zero la cel mai mare -R. prin urmare, curentul IH și tensiunea UH cresc aproape în proporție directă cu deplasarea motorului de la zero la cea mai mare valoare IHnb. care poate fi găsit prin punerea lui Rl = R în expresie (3).
Să vedem ce parte din sursa EMF este această tensiune.
După cum se poate observa din expresia obținută (4), tensiunea pe sarcină este mai mică decât emf-ul sursei. Dar de câte ori? Aceasta depinde de rapoartele r / RH și r / R.
1. De obicei, rezistența de sarcină ar trebui să fie mult mai mare decât rezistența internă a sursei de curent, RH .. r .. Pentru a îndeplini această condiție, trebuie să se străduiască sursa să funcționeze cu o posibila eficiență mai mare.
2. Rezistența potențiometrului nu trebuie să fie prea mică, altfel va consuma prea mult curent de la sursă. Prin urmare, apare a doua condiție: R?
Se dovedește că, cu potențiometrul pe sarcină, puteți seta orice tensiune în intervalul de la zero la aproape sursa de curent EMF: 0≤UHnbKEE. Tensiunea UHNb este mai aproape de sursa EMF, cu atât este mai mare inegalitatea R?
4. Care este relația dintre rezistența de sarcină RH și rezistența potențiometrului R. Dacă selectați un potențiometru cu o rezistență ridicată, astfel că R? atunci o astfel de decizie este eronată și de aceea. Într-adevăr, lăsați cursorul potențiometrului să se afle lângă borna B (figura 6). Apoi curentul de sarcină este mare va trece prin potențiometru uchastokDB având o rezistență scăzută, ca rezultat al sursei de curent va fi închisă printr-o mică rezistență totală, ceea ce va duce la curgere a respectivei porțiuni substanțiale a curentului care poate fi mai mare decât cea nominală și conduce pentru a arde acest fragment înfășurări potențiometru.
Prin urmare, pentru funcționarea normală a reostatului, trebuie utilizate următoarele cerințe ca un potențiometru:
Din aceste inegalități urmează posibilitatea utilizării potențiometrelor numai în circuitele cu putere redusă, așa cum se menționează în p. Puterea consumată de la sursa de curent este distribuită între sarcină și potențiometru în proporție inversă față de rezistența lor, P = U2 / R. Dorind să transfere încărcătura la o putere mai mare, trebuie să mai petrecem și mai multă putere pe potențiometru, deoarece rezistența sa este mai mică. Prin urmare, o astfel de metodă de control este utilizată în circuitele de curent scăzut, de exemplu în domeniul electronicii.
Măsurarea. 1.În circuit electric electric, conform schemei (figura 6), utilizând același reostat cu o riglă și încărcați RH1 ca potențiometru.
Atenție vă rog! Înainte de a începe măsurarea, reostatul trebuie să se afle lângă borna A!
2. După verificarea circuitului de către profesor, activați comutatorul Vk.
3.Removează dependența curentului de sarcină IH. tensiunea UH și tensiunea de intrare U de la poziția motorului. mutați-l de la borna A la borna B de la 0 la 42 cm aproximativ la intervale regulate de 4 ... 5 cm. Înregistrați rezultatele în Tabelul 2.
Emf sursa de curent E =
5. Măsurați și înregistrați în Tabelul 2 tensiunea de ieșire a sursei de curent atunci când circuitul extern este deschis. Valoarea sa este aproape de EMF a sursei E.
Prelucrarea rezultatelor. 1. Conform datelor din tabelul 2, se descrie dependența valorilor măsurate ale IH, UH și U de poziția motorului (separat pentru fiecare încărcătură).
2. Calculați rezistența internă a sursei conform formulei (4) pentru RH1.
3.Posmotrite în tabelul de măsurători, care este cel mai mare curent care curge prin sarcină și în ce condiții? Este periculos pentru reostat? Comparați-l cu curentul nominal al reostatului. Oferiți o opinie scrisă cu privire la aceste aspecte.
1. Dicționar enciclopedic fizic. M. Sov. encyclopedia, 1965. T.4, p.435-437.
2.Jankoli D. Fizica. M. Mir, 1989. T.2, Ch. 27.
Pentru a continua descărcarea, trebuie să colectați imaginea: