Лабораторная работа

Тема: Режимы работы источника электрической энергии

Цель: Изучить режимы работы электрической энергии, определить его внутреннее сопротивление, проанализировать соотношение между ЭДС и напряжением на его зажимах.

Порядок выполнения работы.

1. Собрать эл. цепь по схеме.

Рис 1.Схема источника E₁ в генераторном режиме.

Рис 2.Схема источника E₁ в режиме потребителя.

Таблица 1.- Приборы и оборудование.

Наименование

Количество

Техническая характеристика

Исследуемый источник ЭДС, E₁

1

Источник постоянного тока, U=12В

Источник ЭДС, E₂

1

Источник постоянного тока, U=48В

Миллиамперметр

1

Вольтметр

1

Резисторы:

2

Ом

2. Включить цепь. Измерить силу тока и напряжение на зажимах источника при 3-4 значениях сопротивления реостата. Результаты измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1-Данные исследования источника в режиме генератора.

Из опыта

Из расчёта

E₁

[B]

U

[B]

I

[A]

U₀

[A]

R₀

[A]

P_ген.

[Bm]

P_потр

[Bm]

P₀

[Bm]

η

12

1,3

1,3

10,66

8,2

15,6

1,69

13,86

0,11

12

7,8

1,3

4,16

3,2

15,6

10,14

5,4

0,65

12

3,9

1,3

8,06

6,2

15,6

5,07

10,48

0,33

E₁ =12B; I=1,3A;

Если R=1Ом:

U=IR=1,3·1=1,3B

Ом

P_ген.=E₁ I=12·1,3=15,6 Вт

P_потр.=UI=1,3·1,3=1,69 Вт

P₀=I ²R₀=1,3 ²·8,2=13,86 Вт

U₀=IR₀=1,3·8,2=10,66 B

Если R=6Ом:

U=IR=1,3·6=7,8 В

R₀=3,2 Ом

P_потр.=UI=7,8·1,3=10,14 Вт

P₀=I ²R₀=1,3 ²·3,2=5,4 Вт

η = 0,65

U₀=IR₀=1,3·3,2=4,16 В

Если R=3Ом:

U=IR=1,3·3=3,9 В

R₀=6,2 Ом

P_потр.=UI=3,9·1,3=5,07 Вт

P₀=I ²R₀=1,3 ²·6,2=10,48 Вт

η = 0,33

U₀=IR₀=1,3·6,2=8,06 В

Таблица 2-Данные исследования источника в режиме потребителя.

Из опыта

Из расчёта

E₁ [B]

E₂ [B]

U [B]

I [A]

U₀ [B]

R₀ [Oм]

12

48

1,3

1,3

34,7

26,7

12

48

7,8

1,3

28,21

21,7

12

48

3,9

1,3

32,11

24,7

E₁ =12 B; E₂=48 B; I=1,3 A;

Если R=1Ом:

U=IR=1,3·1=1,3 B;

Ом

U₀=IR₀=1,3·26,7=34,7 В

Если R=6Ом:

U=IR=1,3·6=7,8 В

R₀=21,7 Ом

U₀=IR₀=1,3·21,7=28,21 В

Если R=3Ом:

U=IR=1,3·3=3,9 В

R₀=24,7 Ом

U₀=IR₀=1,3·24,7=32,11 В

Контрольные вопросы

1. Генератор, аккумуляторная батарея, генератор использует механическую и магнитную энергию, а аккумуляторная батарея–химическую.

2. Режим генератора и режим потребителя.

3. R→∞, I →0, U=E.

4. R→0, I →E/R+R₀=E/R₀+R_пр=I_к.з..

5. К зажимам источника подключить вольтметр.

6. Измерить ЭДС источника и напряжение во внешней цепи, а затем выполнить действие: U₀=E-U.; R₀=U₀/I.