Лабораторная работа № 3. Программа выполнения работы

Лабораторная работа № 3

Тема работы: «Экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа. »

Цель работы: Экспериментально подтвердить справедливость законов Ома и Кирхгофа.

Научиться составлять уравнениея по законам Ома и Кирхгофа.

Освоить методику для расчета электрических цепей с использованием этих законов.

Программа выполнения работы

1. Подготовить протокол работы, содержащий название работы, цель работы, схемы экспериментов и таблицы для записи результатов.

2. В среде «Electronics Workbrench» собрать схему по варианту и выполнить необходимые измерения.

3. По результатам измерений выполнить требуемые вычисления.

Ход выполнения работы:

1. Собрали электрическую цепь, согласно полученному варианту задания и установили заданные параметры. Заданные параметры занесли в таблицу 2. 1

Таблица 2. 1

Исходные параметры схемы
E₁, B	E₂, B	R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом	R₆, Ом	R₇, Ом	R₈, Ом

2. Включили схему. Записали в таблицу 2. 2 показания амперметра с учетом получившегося знака.

3. При помощи вольтметра замерили напряжения на резисторах. Результаты записали в таблицу 2. 2.

4. С помощью вольтметра замерили потенциалы всех точек относительно заданной точки. При этом отрицательный зажим вольтметра подключали к точке нулевого потенциала, а положительный к точкам, в которых измеряется потенциал. Результат с учетом знака записали в таблицу 2. 2.

Таблица 2. 2

Результаты измерений
I₁, A	I₂, A	I₃, A	I₄, A	I₅, A	I₆, A	U₁, B	U₂, B	U₃, B	U₄, B	U₅, B
-0. 387	0. 438	-0. 051	-0. 455	-0. 506	-0. 051	-27. 12	-25. 18	-37. 70	-1. 74	-31. 38
U₆, B	U₇, B	U₈, B	φ ₁, B	φ ₂, B	φ ₃, B	φ ₄, B	φ ₅, B	φ ₆, B	φ ₇, B	φ ₈, B
-43. 26	-3. 82	-30. 37		25. 18	52. 30	50. 57	20. 20	20. 20	93. 82	90. 00

5. Основываясь на полярность подключения амперметров, расставили условно-положительные направления токов в ветвях.

6. Пользуясь законом Ома и измеренными значениями потенциалов, рассчитали токи в ветвях. Результаты записали в таблицу 2. 3. Сравнили их с измеренными значениями токов.

I₁=Ur₁/R₁= (φ ₂-φ ₃)/R₁= (25. 18-52. 30)/70 = - 0. 387 А;

I₁=Ur₂/R₂= ( φ ₁-φ ₂)/R₂= (0-25. 18)/65 = - 0. 387 А;

I₂=Ur₃/R₃= ( φ ₈-φ ₃)/R₃= (90-52. 30)/86 = 0. 438 А;

I₆=Ur₇/R₇= (φ ₈-φ ₇)/R₇= (90-93. 82)/75 = - 0. 051 А;

I₃=Ur₄/R₄= (φ ₄-φ ₃)/R₄= (50. 57-52. 30)/34 = - 0. 051А;

I₄=Ur₆/R₆= (φ ₄-φ ₇)/R₆= (50. 57-93. 82)/95 = - 0. 455А;

I₅=Ur₈/R₈= (φ ₅-φ ₄)/R₈= (20. 20-50. 57)/60 = - 0. 506А;

I₅=Ur₅/R₅= (φ ₆-φ ₅)/R₅= (-11. 18-20. 20)/62 = - 0. 506А;

Таблица 2. 3.

	Токи, рассчитанные по закону Ома
	I₁, A	I₂, A	I₃, A	I₄, A	I₅, A	I₆, A
расчетные	- 0. 387	0. 438	- 0. 051	- 0. 455	- 0. 506	- 0. 051
экспериментальные	- 0. 387	0. 438	- 0. 051	- 0. 455	- 0. 506	- 0. 051

7. Составили уравнения по законам Кирхгофа для заданной схемы и, исходя из них, рассчитали токи в ветвях, а затем напряжения на резисторах. Результаты записали в таблицу 2. 4. Сравнили с измеренными значениями.

По первому закону Кирхгофа для узла 3:

I₁ + I₂ + I₃=0

По первому закону Кирхгофа для узла 4:

I₅ – I₆ - I₃=0

По первому закону Кирхгофа для узла 8:

I₁ + I₂ + I₆=0

По второму закону Кирхгофа для контура R2-R1-R3-R2:

I₁*(R₁+R₂) – I₂*R₃ = - E₁

По второму закону Кирхгофа для контура R3-R4-R7-R7-R3:

I₂*R₃– I₃*R₄ + I₄*R₆ – I₆*R₇ = 0

По второму закону Кирхгофа для контура R6-R8-R5-R6:

- I₄*R₆– I₅*(R₅+R₈) = E₂

Вывод: Расчетные по закону Ома значения совпадают с экспериментальными расчетами.