Работа № 4

Работа № 4
Исследование активного двухполюсника
При
выполнении
работы
необходимо
ознакомится
с
аналитическими
и
экспериментальным определениями параметров активного двухполюсника и расчетом
тока нагрузки, а также экспериментальным путем проверить принцип взаимности для
развелетленной цепи постоянного тока.
Задание
А. Предварительная подготовка
1. В протоколе начертить необходимые рабочие схемы для выполнения п.п. 3, 6 и 7
задания.
2. Вывести формулы для расчета напряжения холостого хода и входного
сопротивления
исследуемого
активного
двухполюсника,
считая
известными
все
сопротивления и значения э.д.с. источника (внутренним сопротивлением источника э.д.с.
пренебречь).
Б. Экспериментальная и расчетная часть
3. Из четырех реостатов собрать мостовую схему. В одну диагональ схемы
включить источник э.д.с., а в другую – переменное сопротивление нагрузки r. В схеме
следует установить ключ для создания режима холостого хода, а также вольтметр и
амперметр для измерения напряжения и тока нагрузки.
4. Экспериментально определить напряжение холостого хода и ток короткого
замыкания
исследуемого
активного
двухполюсника,
рассчитать
его
входное
сопротивление с помощью полученных величин.
5. Снять опытным путем и начертить зависимость тока нагрузки от сопротивления
нагрузки I = I(r) (сопротивление менять от 0 до ∞).
6. Опытным путем убедится в правильности принципа взаимности исследуемой
схемы при одном определенном значении тока нагрузки.
7. С помощью вольтметра и амперметра экспериментально определить значение
входного сопротивления двухполюсника.
8. Измерить все сопротивления, входящие в схему двухполюсника и величину э.д.с.
По выведенным в п. 2 формулам рассчитать параметры активного двухполюсника. С
помощью теоремы активного двухполюсника рассчитать зависимость тока нагрузки от
сопротивления нагрузки I = I(r).
9.
Сравнить
полученные
различными
способами
значения
параметров
двухполюсника. На одном графике построить и сравнить зависимости I = I(r), полученные
в п.п. 5 и 8.
При подготовке к работе необходимо научится рассчитывать напряжение холостого
хода и входное сопротивление активного двухполюсника, если известны схема и величины
всех сопротивлений двухполюсника, а также величины источников э.д.с. и источников
тока.
При составлении рабочей схемы, в противоположных плечах моста следует
включить сопротивления приблизительно одного порядка.
Для выполнения п. 7 задания активный двухполюсник надо преобразовать в
пассивный, принимая внутреннее сопротивление источника э.д.с. равным нулю.
С. Контрольные вопросы
1.
Определить, как в рабочей схеме подключаются зажимы “+” и “ – “ измерительных
приборов (сначала указать, какие сопротивления включены в плечи моста).
2.
Как изменится входное сопротивление двухполюсника, если какое-либо плечо
моста окажется прерванным (например, r1 = ∞)? Как в этом случае изменяется
напряжение холостого хода и ток короткого замыкания двухполюсника?
3.
Как изменятся параметры активного двухполюсника, если одно из плечей моста
будет закорочено (например,r1 = 0)?
4.
При данных E, r1, r2, r3 и r4 рассчитать приближенно значение Iк.з., чтобы выбрать
наиболее подходящий диапазон шунта амперметра.
5.
Написать выражение для входного сопротивления двухполюсника, если на место
идеального источника напряжения в схему включен идеальный источник тока J.
Написать выражение для напряжения холостого хода в данном случае.
6
.Как изменится входное сопротивление двухполюсника, если сопротивления r1 и r2
(r1 и r3) поменять местами? Как такой обмен повлияет на напряжение холостого
хода двухполюсника?
7.
Написать
выражение
для
расчета
параметров
конкретного
активного
двухполюсника. Например:
E1
r2
E2

r2
r3
E
r1
а)
J
r1
r1
б)
Рабочая схема
r2
r3
в)