Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока»



Скачать 98.32 Kb.
Дата24.12.2012
Размер98.32 Kb.
ТипОтчет
Санкт – Петербургский

государственный электротехнический университет

кафедра физики.




Отчет




По лабораторной работе №5.2


«Передача мощности в цепи постоянного тока»


Выполнил:

Группа:

Факультет:

Преподаватель: Горяев М.А.



Санкт – Петербург 2001 г.

Цель работы: ознакомление с методом измерения сопротивлений при помощи моста постоянного тока; приобретение навыков расчёта сопротивлений проводников; определение удельных сопротивлений материалов токопроводящих моделей.

Приборы и принадлежности: стенд для сборки измерительной цепи; токопроводящие модели; магазины образцовых сопротивлений; нуль-индикатор (гальванометр); источник тока.

Экспериментальная установка: Измерение сопротивления в работе производится при помощи моста постоянного тока (моста Уитстона). Измерительный мост (см. рис) образован четырьмя резисторами: сопротивления тёх из них – R1, R2, R3 – известны, а сопротивление четвёртого – RX – требуется определить. Клеммами А и С мост присоединён к источнику G1 , а в диагональ моста BD включен нуль-индикатор (гальванометр) Р1.

Если сопротивления в плечах моста подобраны так, что напряжение UAC делится между R1 и RX в ветви АВС в том же отношении, что и между R2 и R3 в ветви АDС, то разность потенциалов между точками В и Д равна нулю: нет тока через гальванометр (условие баланса моста), RX = RR3/R2 .Таким образом, зная значения R1,R3 и R2 при равновесии моста, можно определить неизвестное сопротивление RX = RR3/R2 .


В качестве резисторов R1,R3 и R2 служат многодекадные магазины образцовых сопротивлений, изменяя номиналы которых, добиваются условия баланса моста, а затем рассчитывают значение RX . Измерения проводятся на двух моделях, имеющих сопротивления RX1 и RX2 . Переключатель SA1 обеспечивает включение в цепь моста либо сопротивления RX1, либо RX2.
Основные сведения по физике изучаемого явления и методики измерений.

Сопротивление проводников зависит от их формы и размеров, от рода вещества и его состояния. Для проводников в форме цилиндров постоянного поперечного сечения сопротивление равно

R = · l / s (1);

Где l ­и s – длина и сечение проводника соответственно;

-- удельное сопротивление материала проводника.

Удельное сопротивление является одной из основных электрических характеристик вещества. Оно определяет плотность тока в веществе при заданной величине напряжённости электрического поля E (закон Ома в дифференциальной форме): j = E / , а также удельную тепловую мощность тока Руд , т.е. количество тепла, выделяющегося в единицу времени в единице объёма (закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме):

Руд = Е2 / .

Зная значение , можно рассчитать размеры проводника, требуемые для получения заданного его сопротивления, или наоборот – значение сопротивления при известных геометрических размерах проводника.

Выражение (1) имеет ограниченное применение: оно не пригодно для проводников переменного сечения, в которых плотность тока неодинакова в любом сечении, например, при расчёте сопротивления утечки цилиндрического конденсатора, заполненного проводящей средой. Расчёт таких сопротивлений производят, разбивая (руководствуясь соображениями симметрии) проводники (или проводящую среду) на множество элементов длиной dl и поперечным сечением S так, чтобы плотность тока в любой точке отдельного элемента была одинаковой. Сопротивление каждого отдельного элемента равно dR = dl / dS, а сопротивление проводника на участке от l1 до l2 будет

R1,2 = ( / S )dl,

где S – поперечное сечение проводника, представленное в виде некоторой функции от l.

Если такое разбиение невозможно или зависимость S от l слишком сложна, используют подобие электрического поля в однородной проводящей среде с током электростатическому полю в диэлектрике при условии, что удельное сопротивление проводящей среды много больше удельного сопротивления материала электродов. Иначе говоря, распределение потенциала в проводящей среде с током окажется таким же, что и в диэлектрике (или вакууме), если, не меняя размеров и формы электродов, их взаимного расположения и разности потенциалов между ними, проводящую среду заменить диэлектрической. При этом выполняется соотношение
R·C= · · 0 , (2)
где R – сопротивление утечки между двумя электродами в проводящей среде с удельным сопротивлением ; С – ёмкость конденсатора, образованного этими же электродами в среде с относительной диэлектрической проницаемостью .

Таким образом, расчёт сопротивления утечки между электродами в проводящей среде можно свести к расчёту ёмкости конденсатора, образованного этими же электродами.

Расчёт ёмкости конденсатора производится по формуле C=Q/ ,где Q – заряд на одном из электродов (на другом электроде имеется равный по величине и противоположный по знаку заряд -Q); – разность потенциалов между электродами.

Выражение для получается из связи напряжённости Е и потенциала электрического поля (Е = - ):

= 1 - 2 =Е·dl = - El·dl , (3)

где El – проекция вектора E на направление (линию) l, вдоль которого производится интегрирование. Линию l следует выбирать, руководствуясь соображениями простоты расчётов, например, удобно проводить интегрирование вдоль одной из силовых линий электрического поля, так как при этом El= El. Выражение для El , подставляемое в формулу (3), находится по принципу суперпозиции напряжённостей электрических полей E1 и E2 , создаваемых зарядами электродов Q и Q, либо по теореме Гаусса:

··dS = Qi.

В результате расчёта получается выражение для , представленное функцией заряда Q, геометрических размеров, формы и взаимного расположения электродов. В этом выражении коэффициент пропорциональности перед Q есть величина, обратная ёмкости конденсатора, образованного электродами. Формула для расчёта сопротивления утечки между электродами в проводящей среде получается из соотношения (2).

Следует также отметить, что из-за подобия распределения полей в проводящей среде и в диэлектрике проводящая среда с током может служить моделью для исследования электростатических полей. Например, вместо трудоёмких расчётов или непосредственного измерения ёмкости какой-либо системы проводников сложной формы можно поместить модели этих проводников в проводящую среду, измерить сопротивление между ними, а затем найти ёмкость, используя соотношение (2).
Протокол наблюдений

лабораторная работа №3.2

RX1 RX2


h = 80 мкм h = 80 мкм

R внутр = 5мм L = 28.5 мм

R внешн = 15мм R = 1.9 мм

R1: R2


1:1

1:2

2:1

RX1

R3

R3

R3




1150 Ом

2300 Ом

578 Ом



1152 Ом

2299 Ом

573 Ом



1153 Ом

2298 Ом

575 Ом

RX2

R3

R3

R3


1.

4480 Ом

8940 Ом

2240 Ом

2.

4471 Ом

8940 Ом

2240 Ом

3.

4481 Ом

8942 Ом

2240 Ом



относительные погрешности :


R1 = R2 = 0.2%

R3 = 0.1%
Выполнил:
подпись студента:_____________________

Группа:

Факультет:

подпись преподавателя:_____________________

9 апреля 2001 года

Похожие:

Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconОтчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока»
Цель работы: получения зачета по физике, а так же экспериментальное исследование зависимости полезной мощности и коэффициента полезного...
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconИсследование цепи постоянного тока
Цель работы: опытным путем определить потери напряжения и мощности в цепи в зависимости от тока в цепи. Определить внутреннее сопротивление...
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconМетодическое пособие к лабораторной работе. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли
Принадлежности: тангенс-гальванометр, амперметр постоянного тока, реостат, источник постоянного тока на 12 вольт
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» icon«Электрические цепи постоянного тока»
В электрической цепи постоянного тока, схема, метод анализа и параметры элементов которой заданы для каждого варианта в таблице,...
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconМетодические указания к лабораторной работе Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Приведены указания по порядку выполнения лабораторной работы, проведению экспериментов и обработке экспериментальных данных
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconМетодические указания и контрольные задания по дисциплине: «Электротехника и электроника» для студентов заочного отделения
Охватывают весь основной курс «Электротехника и электроника» по разделам: электрическое поле, электрические цепи постоянного тока,...
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconЗадача №1 Для цепи постоянного тока, изображенной на рисунке, определить токи, напряжения и мощности на всех участках схемы
Сопротивления R2 и R4 соединены параллельно, поэтому их эквивалентное сопротивление равно
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconЗадание №4 анализ электрической цепи постоянного тока
Согласно индивидуальному заданию, составить схему электрической цепи. В распечатке исходных данных сопротивления заданы в омах, эдс...
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconЛабораторная работа №6 «Исследование электрической цепи постоянного тока методом эквивалентного источника»
Экспериментальное исследование цепи постоянного тока методом эквивалентного источника
Отчет По лабораторной работе №5. 2 «Передача мощности в цепи постоянного тока» iconЛекция №11 измерение мощности общие сведения
К измерению мощности в практической радиотехнике прибегают во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org