ЛАБОРАТОРНАЯ

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: получения зачета по физике, а так же экспериментальное
исследование зависимости полезной мощности и коэффициента полезного действия
источника от отношения сопротивления нагрузки и источника.
Приборы и принадлежности: стенд для сборки измерительной цепи: два
источника с различными ЭДС;
Метод измерений: Источник ЭДС Е с внутренним сопротивлением Ri,
нагруженный на внешнее сопротивление R1, создает в цепи ток (рисунок 1.1),
который находится по формуле I 
E
. Полная мощность P=EI, развиваемая
( R1  Ri )
источником, делится между нагрузкой и источником следующим образом
Pe U e
R1


 ,
P
E ( R1  Ri )
Е
Pi U i
Ri


 1 ,
P E ( R1  Ri )
R2
R1
где Ре=IUe – мощность, выделяющаяся в нагрузке
(полезная); Рi=IUi – мощность, выделяющаяся на
внутреннем сопротивлении источника; Ue и Ui –
падения напряжения на нагрузке и на внутреннем
рисунок 1.1
сопротивлении источника, соответственно;  - КПД
источника. С увеличением внешнего сопротивления от нуля (короткое замыкание)
до бесконечности (разомкнутая цепь) напряжение Ue возрастает от нуля до значения
равного ЭДС, а ток в цепи уменьшается от Iкз=E/Ri при коротком замыкании до нуля
при разомкнутой цепи. Максимальная полезная мощность Ре max достигается, когда
R1=Ri, при так называемом согласовании сопротивлений источника и нагрузки. В
этом случае Ре max = Е2/4Ri. Полная мощность Р с увеличением сопротивления
нагрузки уменьшается и в режиме согласования составляет Р = Е2/2Ri, т.е. половину
мощности, развиваемой источником в режиме короткого замыкания: Ркз = Е2/Ri.
Напряжение в режиме согласования равно половине ЭДС Е.
КПД источника равен нулю при коротком замыкании и единице при
разомкнутой цепи; в согласованном режиме  = 0,5.
Схема установки для исследования цепи постоянного тока представлена на
рисунке 1.2. Переключателем SB1 источники G1 и G2 с различными ЭДС и
внутренними сопротивлениями могут быть поочередно подключены к нагрузке R1.
Ток I и напряжение Ue на резисторе R1 измеряют миллиамперметром РА1 и
вольтметром PV1. Режим разомкнутой цепи осуществляется отключением нагрузки
кнопкой SB2; показание вольтметра при этом равно ЭДС источника.
рисунок 1.2
Протокол наблюдений
лабораторная работа №5.2
1. Значения ЭДС:
E1=
E2=
2. Таблица данных:
1
G1
G2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
I1, mA
U1, B
I2, mA
U2, B
3. Приборная погрешность:
V =
A =
Выполнил:
подпись студента:_____________________
Группа:
Факультет:
подпись преподавателя:_____________________
12 марта 2001 года
Протокол наблюдений
лабораторная работа №5.2
2. Значения ЭДС:
E1= 6,3 B
E2= 7,4 В
2. Таблица данных:
G1
G2
I1, mA
U1, B
I2, mA
U2, B
1
2,1
5,2
2,3
2,8
2
2,2
5,1
2,4
5,7
3
2,4
5,0
2,6
5,6
4
2,7
4,8
2,7
5,5
5
3,2
4,6
2,9
5,3
6
3,6
4,3
3,1
5,1
7
4,1
4,0
3,4
4,9
8
4,7
3,6
3,8
4,6
9
5,7
3
4,3
4,2
10
7,2
2,1
4,9
3,8
11
8,6
1,1
5,6
3,1
12
10,0
0,1
7
1,9
4. Приборная погрешность:
V = 0,1 В
A = 0,1 В
Выполнил:
подпись студента:_____________________
Группа:
Факультет:
подпись преподавателя:_____________________
12 марта 2001 года