Лабораторная работа по УД Основы электротехники Изучение принципа наложения токов

Лабораторная работа

Изучение принципа наложения токов

Цель работы: опытное подтверждение принципа наложения токов в сложных электрических цепях.

Общие сведения

Метод расчета токов в электрической цепи, основанный на определении токов в одной и той же ветви при поочередном воздействии всех ЭДС и последующем алгебраическом сложении этих токов называется методом наложения.

В любой линейной электрической цепи ток или напряжение в любой ветви всегда можно определить как алгебраическую сумму частичных токов или напряжений, вызванных действием источников ЭДС или тока каждого в отдельности.

В соответствии с принципом суперпозиции схему (рис. 1) можно представить с помощью двух схем:

I'₁, I'₂, I'₃ и I''₁, I''₂, I''₃ – частичные токи.

Токи в ветвях исходной схемы определяются алгебраической суммой частных токов этой ветви:

I₁= I'₁ - I''₁

I₂ = I''₂ - I'₂

I₃ = I'₃ + I''_{3 (1)}

Каждая схема (рис.2 и рис.3) рассчитывается отдельно, например, методом эквивалентных сопротивлений.

Выполнение работы:

1.Собрать схему рис.1 с параметрами Е₁, Е₂, R₁, R₂, R₃ по заданию преподавателя, измерить переносным вольтметром напряжения на всех элементах схемы:U_R1,U_R2,U_R3 и рассчитать токи в схеме по закону Ома для участка цепи. Результаты занести в таблице1.

Таблица 1

2.Закоротив источник Е₂, получить схему рис.2. Измерить напряжения на элементах схемыU_R1,U_R2,U_R3. Результаты занести в таблицу1.

3.Закоротить источник Е₁. В полученной схеме рис.3 измерить напряженияU_R1,U_R2,U_R3; результаты занести в таблицу 1.

4.По исходным данным рассчитать теоретически схему рис.1 методом наложения и полученный результат сравнить с экспериментом. Результаты занести в таблицу 1.

5.Рассчитать токи в схеме по формуле (1).

6.Указать направления токов в исходной схеме 1 и проверить правильность вычислений составив уравнение по первому закону Кирхгофа.

Содержание отчета:

- схемы рис. 1– 3 с указанными направлениями токов в ветвях,

- таблица 1,

- вычисления согласно п.п. 1,4, 5 и 6,

- ответы на контрольные вопросы,

- выводы.

Таблица 2

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается принцип наложения токов?

2. Может ли ЭДС источника быть направленной против тока?

3. Сформулируйте I-й и II-й законы Кирхгофа?

4. Почему метод наложений нельзя использовать для расчета нелинейных электрических цепей и расчета мощностей?