Расчет цепей постоянного тока Расчет цепей переменного тока Расчет трехфазных цепей Примеры  решения типовых задач Лабораторные работы

Лабораторные работы по электротехнике Оформление защита

Лабораторная работа № 3

Опытная проверка принципа наложения

1. Цель работы

Экспериментально проверить принцип наложения.

2. Теоретические сведения и методические указания

Метод (принцип) наложения применяется для расчета токов в сложной линейной электрической цепи, в которой действует небольшое количество источников ЭДС (2...3).

Согласно этому методу ток в цепи равен алгебраической сумме токов, создаваемых в ней источниками ЭДС, действующими независимо друг от друга, при неизменных сопротивлениях всех участков цепи. Сущность метода сводится к следующему.

Сначала предполагают, что в цепи действует только ЭДС первого источника, а остальные источники ЭДС исключают и заменяют внутренними сопротивлениями этих источников. Определяют токи для такой цепи. Затем производят расчет, полагая, что в цепи действует только ЭДС второго источника, а все остальные источники ЭДС исключают и заменяют внутренними сопротивлениями источников.

Аналогичные расчеты производят поочередно для всех ЭДС.

Так как для каждого участка цепи получается несколько токов, создаваемых в этом участке каждой ЭДС в отдельности, то алгебраическая сумма этих токов (их называют частичными) дает истинное значение тока, проходящего по этому участку при одновременном действии всех ЭДС.

Применим метод наложения к цепи, изображенной на рис. 10, а.

 а)

 б)

 в)

Рис. 10. К расчету цепи методом наложения токов:

а) действуют ЭДС Е1 и Е2; б) действует только ЭДС Е1; в) действует только ЭДС Е2

Сначала рассмотрим цепь при действии только ЭДС Е1 (рис 10, б) и определим частичные токи :

,

где

 

;

 

Теперь предположим, что в цепи действует только ЭДС Е2 (рис. 10, в), и определим частичные токи :

,

где

 

 

Наложив друг на друга частичные токи в ветвях с учетом их направления, получим:

, , .

3. Рабочее задание

1. Ознакомиться с источниками питания, реостатами и приборами, необходимыми для выполнения работы; записать их основные технические данные.

2. Измерить ЭДС каждого источника и сопротивление каждого реостата в зафиксированном положении движков. Сопротивление реостатов измерить методом амперметра и вольтметра и записать в табл. 5.

Таблица 5

№ реостата

U

I

B

A

Ом

1

2

3

3. Собрать схему (рис. 11).

Рис. 11. Схема для опытной проверки метода наложения токов

4. Установить переключатель П1 в положение «а», а переключатель П2 в положение «б» и измерить токи . Установить переключатель П1 в положение «б», а переключатель П2 в положение «а» и измерить токи . Установить переключатели П1 и П2 в положение «а» и измерить токи I1, I2, I3.

5. По известным значениям величин E1, E2, R1, R2, R3 (полученных измерением), а также r01 и r02 (данных преподавателем перед началом работы) методом наложения рассчитать токи , , . Определить также токи I1, I2, I3 методом наложения измеренных частичных токов.

6. Результаты измерений и расчётов записать в табл. 6 и сравнить.

Таблица 6

Способ

определения

токов

B

B

А

А

А

А

А

А

А

А

А

Из опыта

Наложением измеренных токов

-

-

-

-

-

-

-

-

Расчётом

-

-

Примечание: при выполнении п. 4 убедиться в справедливости первого закона Кирхгофа для узла А.

4. Содержание отчета

1. Технические данные оборудования и электроизмерительных приборов, используемых в работе.

2.  Схема исследования.

3. Расчёт токов.

4. Таблицы с опытными и расчётными данными (2 таблицы).

5. Выводы по работе.

5. Вопросы для самопроверки

1.  В чём состоит сущность метода наложения?

2. Методика расчёта электрической цепи по методу наложения.

3. В каких случаях для расчёта сложной цепи целесообразно применять метод наложения?

4. Почему нельзя применять метод наложения для определения мощностей?

5. Сформулируйте первый закон Кирхгофа.

Список рекомендуемой литературы

1. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2002. – С. 34–35.

2. теоретические основы электротехники: в 3-х т. Учебник для вузов. Т. 1. – 4-е изд. / К. С. Демирчян [и др.]. – СПб.: Питер, 2004. – С. 263–265.


Методические указания по выполнению контрольной работы по ТОЭ