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] |
Pген.
[Bm] |
Pпотр
[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
Pген.
=E1
I=12·1,3=15,6 Вт
Pпотр.
=UI=1,3·1,3=1,69 Вт
P0
=I 2
R0
=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
Pпотр.
=UI=7,8·1,3=10,14 Вт
P0
=I 2
R0
=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
Pпотр.
=UI=3,9·1,3=5,07 Вт
P0
=I 2
R0
=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
+Rпр
=Iк.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.