3.3 Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резисторов (рис. 1), выбрав элементы цепи величину напряжения питания в соответствии с заданным вариантом (табл. 3). Представить схему для проверки преподавателю. 3.4 Включить источник постоянного напряжения E2. Установить заданное значение напряжения питания. Измерить напряжение и ток на всех участках цепи. 3.5 Изменить по указанию преподавателя величину сопротивления R1 с помощью соответствующего тумблера и снова провести аналогичные измерения. Выключить электропитание. По результатам измерений рассчитать сопротивление резисторов R1,R2 и сопротивление всей цепи R проводимости отдельных ветвей gl и g2 и всей цепи g. Результаты вычислений завести в табл. 3.6 Проанализировать влияние изменения величины сопротивления резистора RI на режим работы цепи и отдельных потребителей. Объяснить, почему это имеет место. 3.7 Сделать выводы о применении закона Ома в линейной электрической цепи постоянного тока.
3.3 Сборка электрической цепи с параллельным соединением резисторов
Для выполнения этой задачи необходимо собрать электрическую цепь с параллельным соединением как минимум двух резисторов. Ваша схема должна включать:
- Источник постоянного напряжения (обозначим E2).
- Два резистора R1 и R2, соединенные параллельно.
- Соединительные провода.
Схему нужно представлять с указанием всех элементов и их параметров (например, сопротивлений резисторов и величины напряжения E2) преподавателю для проверки.
3.4 Измерение напряжения и тока
Когда схема собрана, включите источник постоянного напряжения E2 и установите заданное значение напряжения. Измерьте:
- Напряжение на каждом резисторе (U1 для R1 и U2 для R2).
- Ток через каждый резистор (I1 для R1 и I2 для R2).
3.5 Изменение сопротивления R1 и повторное измерение
Согласно указаниям преподавателя, измените сопротивление R1 с помощью тумблера (например, на другой резистор или изменением величины сопротивления). Снова измерьте напряжение и ток по всем участкам цепи:
- Напряжение на R1 и R2
- Токи I1 и I2
По полученным данным выполните расчеты:
- Рассчитайте сопротивления резисторов R1 и R2, если их значения известны.
- Общее сопротивление цепи для параллельного соединения можно рассчитать по формуле: \[ \frac{1}{R} = \frac{1}{R1} + \frac{1}{R2} \]
- Проводимости отдельных ветвей \( g_1 \) и \( g_2 \) можно найти как: \[ g_1 = \frac{1}{R1}, \quad g_2 = \frac{1}{R2} \]
- Общая проводимость \( g \) цепи: \[ g = g_1 + g_2 \]
Эти результаты следует занести в таблицу.
3.6 Анализ влияния сопротивления R1
После изменения сопротивления R1, проанализируйте, как оно повлияло на характеристики цепи, включая:
- Напряжение на резисторах.
- Токи через резисторы.
При уменьшении R1, согласно закону Ома, ток через R1 будет увеличиваться, что приведет к изменению общего тока в цепи и напряжений на ветвях. При увеличении R1 ситуация противоположная: ток уменьшится.
Это можно объяснить тем, что при параллельном соединении большее сопротивление приводит к меньшей проводимости, что сказывается на длине тока.
3.7 Выводы о применении закона Ома
Закон Ома для линейной электрической цепи постоянного тока гласит, что ток через резистор прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению: \[ I = \frac{U}{R} \] Выводы:
- Закон Ома применим для анализа поведения электрических цепей.
- Парольные соединения резисторов позволяют умножить проводимость, что изменяет токи в системе, и это важно учитывать при проектировании и анализе электрических схем.
