Тұрақты токтағы сызықты және сызықты емес элементтері

                                     Зертханалық жұмыс 2

Тақырып 2: Тұрақты токтағы сызықты және сызықты емес элементтері.

Жұмыстың мақсаты:  Тұрақты токтың электр тізбектері бойынша теориялық негіздері мен практикалық дағдыларын бекіту. Тармақталған сызықты тізбекті және тұрақты токтарда қарапайым сызықты емес тізбекті есептеу үшін Ом және Кирхгоф заңдарын сақтауға көз жеткізу және қолдану арқылы танысу:

• тұрақты токтың тармақталған электр тізбегінде ОМ және Кирхгоф заңдарының сақталуын тексеру;  
• тікелей есептеу өлшеу аспаптарымен (амперметрлермен және вольтметрлермен ) танысу;
• электр тізбектеріндегі токтарды, кернеулерді және кедергілерді өлшеу әдістемесін меңгеру.

   Кирхгоф Заңдарының орындалуын, салу және өзара қатынас принциптерін, сызықтық қатынастар туралы теоремаларды тексеру.

Қысқаша теориялық мәліметтер

       Кирхгофтың бірінші заңы. Тораптағы токтардың алгебралық сомасы нөлге тең. Бір белгімен түйінге ағатын токтар, ал екіншісімен – одан шығатын токтар ескеріледі:

[pic 1]

Кирхгофтың екінші заңы. Контурдағы кернеудің құлдырауының алгебралық сомасы ЭҚК контурының алгебралық жиынтығына тең (сол бөлігінде "+" белгісі бар ток контурдың айналып өтуінің таңдалған бағытымен сәйкес келетін элементтердегі кернеудің төмендеуі есептеледі, оң жағында – бағыттамалары айналып өтудің бағытымен сәйкес келетін көздердің ЭҚК):

[pic 2]

 Өзара тәуелсіз теңдеулер тізбектің барлық тораптарының токтары үшін теңдеулер болып табылады. Кез-келген тізбек үшін кернеуге арналған өзара тәуелсіз теңдеулер, егер кез-келген контурға арналған теңдеуді жазып, онда бір тармақты оймен үзіп, келесі теңдеулерді, сондай-ақ тармақтарды үзіп, қалған тұтас контурлар үшін олар таусылғанға дейін жазып алса алынады. Сыртқы контурдан басқа, жазық (планарлы) тізбектің барлық контурлар – ұяшықтарының кернеулеріне арналған теңдеу өзара тәуелсіз.  

Салу принципі. Бірнеше көзі бар сызықты электр тізбегінің кез келген тармағының тогы әрбір көздің іс-қимылынан бөлек құрайтын алгебралық сомма түрінде ұсынылуы мүмкін.

Өзара қатынас принципі. Егер пассивті сызықты тізбекте ab және cd екі тармағын бөліп алсақ, олардың біреуіне ЭДС Еab = Е қосу, ал екіншісінде Icd = I тогы өлшенеді, содан кейін сол ЭДС екінші тармаққа (Еcd = Е) ауыстыру, ал ток бірінші болып өлшенеді, онда бұл екі ток тең болады (Iab = I).

Сызықтық қатынастар туралы теорема. Егер сызықтық электр тізбегінде қандай да бір параметрді (кедергі, ЭДС немесе көздің тогын беретін) өзгертсе, онда кез келген екі шамалар (ток немесе кернеу) түрдің сызықтық қатынасымен байланысты болады у = ах + b.

Компенсация теоремасы.  Кез келген  екі қосу қысқыштарындағы кернеуге тең және сол полярлығы бар ЭДС көзімен ауыстыруға болады, және бұл ретте тізбектің қалған бөлігінің токтары мен кернеулері өзгермейді.

                                              Жұмыс бағдарламасы

1. ЭҚК Е1, Е2 және R1, R2, R3 кедергілерін 2.1  кестеден таңдап, сызбаны жинау және мәндерін орнату, оқытушы көрсеткен нұсқа.

2. Кирхгоф заңдарын және салу принципін тексеру.

Тәжірибе 1. К1 кілтін жоғарғы орынға орнату, К2 кілті – суретте көрсетілгендей төменге орнату. Схемада тек ЭҚК Е1 әрекет етеді, Е2 орнына нөлге тең кедергімен өткізгіш қосылған ("закоротка").

Тәжірибе 2. К2 кілті жоғарғы орынға, К1 кілті төменгі орынға орнатылады. Схемада тек ЭҚК Е2 жұмыс істейді, Е1 орнына закоротка қосылған.

Тәжірибе 3. К1 кілтін жоғарғы орынға ауыстыру. Бұл ретте екі ЭДС-те қосылған.

Аспаптардың көрсеткіштерін 2.2 кестенің  жоғарғы үш жолына енгізу. Осы кестенің төртінші жолына 1 және 2 тәжірибедегі аспаптар көрсеткіштерінің сомасын жазу. Нәтижені 3 тәжірибедегі құралдардың көрсеткіштерімен салыстыру.

                                                                                                         2.2 кесте