Лабораторные работы №1-3 по дисциплине: Основы теории цепей. Вариант №3

Лабораторная работа № 1
Законы Ома и Кирхгофа в резистивных цепях
1. Цель работы:
Изучение, исследование и проверка законов Ома и Кирхгофа в разветвленной электрической цепи, содержащей источник и резистивные элементы.
2. Подготовка к выполнению работы:
При подготовке к работе необходимо изучить: законы Ома для пассивного участка цепи, участка цепи с активными (источники) и пассивными (нагрузки) элементами, замкнутого контура; первый закон Кирхгофа – для узла цепи; второй закон Кирхгофа – для замкнутого контура цепи (глава 1 электронного учебника).
3. Теоретическое исследование
Исследовать схему, приведенную на рис. 1.1.
3.1 Обозначить в схеме все токи в ветвях и их направления (в схеме с одним источником направления токов в ветвях определяются направлением источника).
3.2. Задать значение э.д.с. источника Е1=10 В.
Задать значения сопротивлений резисторов:
R1 =100+Nx10 (Ом), где N – номер варианта (последняя цифра пароля); R2=R3=R4=R5=R6=100 Ом.
3.3. Определить (рассчитать) показания всех измерительных при-боров – вольтметров и амперметров, используя для расчета закон Ома (метод свертывания).
3.4. На схеме, в качестве примера, подключены только два вольт-метра - для измерения напряжения на сопротивлениях R1 и R4 (обратите внимание, что вольтметры подключаются параллельно элементам). Нужно добавить в схему вольтметры для измерения э.д.с. Е1 и напряжений на всех резистивных эле-ментах. Показания (расчетные значения) вольтметров записать в таблицу 1.1.       
По данным исследований проверить выполнение второго закона Кирхгофа (ЗНК) для любого из контуров электрической цепи.
3.5. Добавить в схему амперметры (последовательно) (на рисунке 1.1 показано включение амперметра в ветвь с резистором R2), определить токи в каждой ветви и записать в таблицу 1.2. По результатам исследований (расчетов) проверить выполнение первого закона Кирхгофа (ЗТК) для любого узла схемы.   
При подключении амперметров и вольтметров следует придерживаться направления протекания тока в ветви. Все приборы должны быть ориентированы по току - от плюса к минусу
3.6. Используя закон Ома и данные расчетов U и I, определить значения резисторов в схеме. Сравнить с заданными значениями.
3.7. Убедиться, что токи и напряжения в схеме линейно зависят от значения э. д. с. Е1. Для этого уменьшить Е1 в два раза, выполнить расчеты, аналогичные п.п. 3.4 и 3.5, заполнить таблицы аналогичные таблицам 1.1 и 1.2. Объяснить полученные результаты.
3.8. Убедиться, что все токи и напряжения в схеме зависят от величины каждого резистора схемы. Для этого восстановить прежнее значение E1, уменьшить сопротивление резистора R1 в два раза, выполнить расчеты аналогичные п.п. 3.4 и 3.5, заполнить таблицы аналогичные таблицам 1.1 и 1.2. Объяснить полученные результаты.

Лабораторная работа № 2
Электрические цепи при гармоническом воздействии
1. Цель работы:
Изучение электрических цепей, содержащих резисторы R, индуктивности L и емкости С при гармоническом (синусоидальном) воздействии
2. Подготовка к выполнению работы
При подготовке к работе необходимо изучить поведение R, L, C при различных способах включения (последовательное, парал-лельное, смешанное – глава 3 электронного учебника).
3. Теоретическое исследование
3.1. Исследование работы последовательной RL – цепи (рисунок 2.1)
3.2. Задать значения
сопротивления резистора R =100+Nx10 (Ом), где N – номер ва-рианта (последняя цифра пароля);
индуктивности L=2 мГн.
3.3. Задать напряжение источника E=10 В и частоту f=5 кГц
3.4. Определить (рассчитать) показания (расчетные значения) воль-тмера при измерении напряжения на резисторе UR и катушке индуктивности, добавить вольтметры в исследуемую схему. Записать показания вольтметров в таблицу 2.1.
...

Лабораторная работа № 3
Резонансы напряжений и токов в электрических цепях
1. Цель работы
Исследование явления резонанса в последовательном и параллельном контурах, их частотных характеристик, влияния нагрузки на свой-ства контуров.
2. Подготовка к выполнению работы
При подготовке к работе необходимо изучить явления электрического резонанса в последовательном и параллельном контурах, основные расчетные соотношения, частотные характеристики контуров, влияние нагрузки на свойства контуров (параграфы 4.1, 4.2, 4.3 электронного учебника).
3. Теоретическое исследование
3.1. Исследовать работу схемы последовательного колебательного контура, подключенного к источнику переменного напряжения E (рис. 3.1).
3.2. Задать следующие номиналы элементов:
R=20 Ом, L=2 мГн, C=50+Nx5 нФ,
где N – номер варианта (последняя цифра пароля)
3.3. Задать напряжение источника Е=1 В (частота задается в соответствии с пунктом 3.4).
3.4. Определить (рассчитать) частотную характеристику ненагруженного последовательного контура в диапазоне частот, включающем в себя резонансную частоту f0.

Оценка: зачет
Преподаватель: Дежина Е.В.
Год сдачи 2021