Режимы работы источника электрической энергии.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Режимы работы источника электрической энергии.

Цель работы:Изучить режимы работы источника электрической энергии, определить баланс мощности в электрической цепи.

Оборудование:лабораторные стенды, соединительные провода.

Краткие теоретические сведения:

Электрическая цепь — это совокупность устройств и объектов, образующих путь электрического тока. Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определенную функцию, называется элементом электрической цепи.

Источник электрической энергии — это преобразователь какого - либо вида неэлектрической энергии в электрическую.

Источник с большей ЭДС (источник, направление ЭДС которого совпадает с направлением протекающего в цепи тока) работает в режиме генератора. Напряжение на клеммах источника в режиме генератора:

U_г = E – Ir₀

Источник с меньшей ЭДС (источник, направление ЭДС которого противоположно направлению тока, протекающего в цепи) работает в режиме потребителя, потребляет часть энергии другого источника. Напряжение на клеммах источника в режиме потребителя:

U_п = E + Ir₀

Из закона Ома вытекает, что полезную мощность можно определить

Р = U*I = I²R

Потери мощности на внутреннем сопротивлении источника

Р₀ = U₀*I = I²R₀

Для любой замкнутой цепи должен сохраняться баланс мощностей

Р_и₌ Р + Р₀

Коэффициент полезного действия электрической цепи ŋ определяется отношением полезной мощности (мощности потребителя) ко всей затраченной мощности (мощности источника)

Ŋ = Р / Р_и * 100 %.

Порядок выполнения работы

1. Соберите электрическую схему, показанную на рисунке:

2. Получив разрешение преподавателя, включить стенд. Установить переключателями ЛАТРа Uвых. и установить переключатель на резисторе R13 в положение в соответствии с вариантом.

Вариант	E	R13 в полож.
	24 В	3, 5, 9
	40 В	2, 6, 8
	35 В	3, 7, 9
	45 В	4, 8,10
	50 В	2, 4, 8

3. При разомкнутом тумблере «S16» измерить э.д.с. и записать показания в таблицу

4. Включить тумблер S16 и записать показания приборов в таблицу 3.1

5. Для нескольких значений сопротивления резистора R13 (в соответствии с вариантом) записать в таблицу 3.1. значения тока и напряжения. По окончании опыта установить органы управления в исходные положения, отключить тумблеры «ИП» и затем «Сеть».

6. Результаты измерений занесите в таблицу 3.1:

№

Замеры

Расчеты

Режимы

п/п

r₀

U₀

P₀

P_и

Ом

Вт

Ом

х.х.

Рабочий режим

7. Выполнить расчеты, используя формулы:

Uг = E – Ir₀, U₀=I₀r_0, P_и=EI, P₀=I²r₀, P=UI, η = Р / Р_и * 100 %.

8. Убедится, что P_и = P + P₀;.

Контрольные вопросы:

1. Что такое источник Э.Д.С?

2. Что такое идеальный источник тока?

3. Опишите режимы работы электрической цепи.

4. Рассчитайте ток в замкнутой цепи с учетом режимов работы источников Э.Д.С. при заданных Е₁= 120 В, Е₂= 45В, Е₃=15 В, R₁= 6 Ом, R₂= 10 Ом, R₃= 8 Ом, R₄=R₅= 5 Ом, r₀₁= r₀₂= 2 Ом, r₀₃=1 Ом. Посчитать баланс мощности цепи.

Содержание отчета

1. Название, цель работы, оборудование.

2. Схема цепи.

3. Таблица с результатами измерений и вычислений, ответы на контрольные вопросы.

4. Сформулируйте выводы относительно: а) изменения напряжения на зажимах источника с ростом нагрузки; б) зависимости потерь и к.п.д. источника