Учебное пособие: Теоретичні основи електротехніки

Мета роботи: експериментально та аналітично перевірити принцип накладання та взаємності для лінійних електричних кіл.

Теоретичні положення

Принципи накладення та взаємності визначають фундамен-тальні якості лінійних електричних кіл і застосовуюься при роз-рахунках , також і при теоретичному аналізі процесів в колах.

Принципи накладання стверджує, що при наявності в лінійному колі декількох джерел енергії, струм в будь-якій вітці дорівнює алгебраїчній сумі струмів, викликаних в цій вітці кожним із джерел окремо.

Струми, викликані кожним із джерел окремо, називають частковими струмами, а метод , зоснований на принципі накладення – методом накладання.

При розрахунку кола методом накладання послідовно розраховують часткові струми від кожного джерела. Дійсні струми в вітках знаходять як алгебрайчну суму часткових струмів.

Розрахунок кола (мал.4.1) методом накладання зводиться до розрахунку двох кіл (мал.4.2 та 4.3).

Дійсні струми І₁ , І₂ , І₃ визначаються виразами:

I₁ =I₁ '+I₁ ", I₂ =I₂ '+I₂ ", I₃ =I₃ '+I₃ ".

Принцип взаємності зручно сформулювати, використовуючи поняття взаємних опорів чи провідностей між вітками кола.

На мал.4.4 та 4.5 показане одне й теж коло, з якого виділено дві вітки n та k , з тією різницею, що на мал.4.4 ЕРС Е_n ввімкнена в вітку n , а на мал .4.5 ЕРС Е_к – у вітку k.

Відношення ЕРС Е_n до створеного цією ЕРС струму І_k в вітці називають взаємним опором між вітками n i k і записують

.

Аналогічно визначається взаємний опір r_kn між вітками k i n: .

Принцип взаємності стверджує, що в лінійних колах взаємні опори між двома вітками однакові:

.

Порядок виконання роботи

2. Виміряти струми І₁ , І₂ , І₃ в вітках кола (див.мал.4.6), а також часткові струми I₁ ', I₂ ', I₃ ', I₁ ", I₂ ", I₃ ", що створені кожним із джерел Е₁ , Е₂ відповідно.

Для виміру струмів І₁ , І₂ , І₃ обидва вимикачі Р₄ , Р₅ ввімкнути до джерел ЕРС.

При вимірюванні часткових струмів один вивмикач вмикається до джерела ЕРС , а другий – до внутрішнього опору джерела, що вилучається з кола.

Результати вимірювань занести в табл.4.1.

3. Зібрати схему згідно мал.4.7.

4. В колі (див. мал.4.7) виміряти струм в п’ятій вітці, що викликаний ЕРС Е₁ ввімкнену в першу вітку.

Потім, ввімкнувши джерело Е₁ , в п’яту вітку, перенести опір r₀₁ з п’ятої вітки в першу, виміряти струм в першій вітці. Записати результати вимірювань.

5. Виміряти ЕРС джерел Е₁ , Е₂ , та їх внутрішні опори r₀₁ i

r₀₂ (див. лабораторну роботу №1).

6. Виміряти омметром опори використані в роботі.

Обробка результатів досліду

1. За даними табл.4.1 (виміри часткових струмів) знайти струми в вітках. Порівняти отримані значення із виміреними.