Контрольная работа по "Физике"

Цель  работы

1. Научиться экспериментально определять потенциалы точек в резистивных цепях.
2. Экспериментальная проверка законов Кирхгофа, принципа наложения и принципа взаимности в линейных цепях.
3. Расчет и экспериментальное определение функций цепи, входных и взаимных проводимостей, коэффициента передачи по току.

Ход работы

1. Предварительный расчет

Дано

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определим токи в ветвях методом  контурных токов Рис.1.

I₁₁(R_a+R₄+R₂+R_ш5+R_г)+I₂₂(R₂+R_ш5)=E_г

I₂₂=J 

 
 

I₁=I₁₁ 

I₂=I₁₁+I₂₂

I₃=J 
 
 
 

φ_e=0 В 

φ_a’= φ_e-I₁R_г=0-0,000102*311

φ_a= E+φ_a’=2,4+0,03176

φ_b= φ_a- I₁R_a=2,43176-(-0,000102)*100

φ_с= φ_b- I₁R₄=2,44192-(-0,000102)*2560

φ_d= φ_с-I₂R₂=2,703375-0,000518*5120

φ_e= φ_d- I₂R_ш5=0,05179-0,000518*100

φ_f= φ_с+ I₃R_Д=2,703375+0,00062*1000

φ_h= φ_e- I₃R_F=6,87E-16-0,00062*3000 
 
 
 
 
 

Проверим вычисления балансом мощностей.

Pн=∑I_н²Rн

Pн=I₁²(R_a+R₄+R_г)+I₂²(R₂+R_ш5)+I₃²(R_f+R_д)

Pг=P_E+P_J

      P_E=E₁I₁ 

      P_J=JU_J

      I₂(R₂+R_ш5)+I₃(R_f+R_д)= U_J 

Определим токи в  ветвях методом узловых  потенциалов Рис.2.

I₃=J 

 
 
 
 
 
 
 
 

Определим токи в ветвях методом  наложения.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I₃^’=0A

 
 

I₃”=J

 
 

I₁^’’= I₃^’’- I₂^’’ 

I₁=I₁’-I₁’’ 

I₂=I₂’+I₂’’

I₃=I₃’+I₃’’ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Метод эквивалентного генератора. 

Подключим сопротивление  Rн к эквивалентному генератору

 

 
 
 
 
 

Найдем общее  сопротивление цепи Рис 5в 

Rобщ=R₂+Rш+Ra+Rг 

Rг= Rобщ

На схеме Рис. 5г с помощью  второго правила Кирхгофа найдем Uxx.

I₂=I₃=

Uxx+I₂(R₂+Rш)=Ег

Uxx=Eг

I₁=Ег/(R_г+R₄)

 

Значения которые  были получены экспериментально:

 
 
 
 

Рассчитаем входные и взаимные проводимости.

Найдем проводимости в 1-й ветви

g₁₁=I₁/E₁ 

g₁₃=g₃₁=0

g₁₂=g₂₁=I₂/E₁

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Найдем проводимости во 2-й ветви.

g₂₂=I₂/E₂ 

g₂₃=g₃₂=0

I₁=I₂ 
 
 

Так как в  третьей ветви разрыв, проводимость будет равна 0.

g₃₃=0 
 

 

 

Измерили потенциалы узлов при выведенном источнике  ЭДС.

Табл.1

 

Определили токи в ветвях методом  узловых потенциалов (МУП), методом  контурных токов (МКТ) и методом наложения.

Табл. 2 
 
 
 
 
 

Рассчитали токи в схеме методом наложения.

Табл.3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рассчитали входные и взаимные проводимости.

табл.4. 
 
 
 

 Вывод: в результате проделанной работы проверили на опыте выполнение законов Кирхгофа, принципа наложения и принципа взаимности в линейных цепях. Определили потенциалы точек в цепи. Рассчитали и экспериментально подтвердили функции цепи, входные и взаимные проводимости, коэффициент передачи по току.