Исследование свойств параллельного и последовательного соединения проводников с помощью программы Electronics WorkBench 5.12c

                          ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Исследование свойств параллельного и последовательного соединения проводников с помощью программы Electronics WorkBench 5.12c

Краткие теоретические сведения

Электрической цепью называют совокупность источников питания, соединительных проводов и приборов (или других устройств – потребителей, приёмников, проводников и т. п.) в которых ток производит работу. Различают три вида соединений проводников в электрической цепи; последовательное, параллельное, и смешанное соединение.

При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом. Пример последовательного соединения двух проводников показан на рисунке 1.

                               [pic 1]

                              Рисунок 1(последовательное соединение)

Свойсвта последоватеьного соединения проводников:

1. Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Для цепи, изображённой на рисунке 1:

[pic 2][pic 3]

1. Сила тока во всех проводниках цепи одинакова. Для цепи, изображённой на рисунке 1:

[pic 4][pic 5]

где I1, 2 – токи, протекающие через сопротивления R1 и R2 соответственно.

1. Общее напряжение равно сумме падений напряжений на проводниках, входящих в цепь. Для цепи, изображённой на рисунке 1:

[pic 6][pic 7]

где U1, 2 – напряжения, падающие на сопротивлениях R1 и R2 соответственно.

Параллельное соединение проводников – соединение, в котором начала проводников, соединены вместе; и концы проводников соединены вместе. Пример параллельного соединения двух проводников показан на рисунке 2.

                                               [pic 8]

                                       Рисунок 2(параллельное соединение)

Свойсвта параллельного соединения проводников:

1)Общая проводимость соединения равна сумме проводимостей каждого из проводников.                  

                                      [pic 9]

где 1/R1 – проводимость ветви, резистора R1; 1/R2 – проводимость ветви резистора R2; а 1/R∑ – общая проводимость цепи.

2) Напряжение во всех проводниках цепи одинаково.

                                                [pic 10]

где U1, 2 – напряжения, на резисторах R1 и R2 соответственно

4)Сила тока, протекающего в неразветвленной части цепи, равна сумме сил токов, протекающих по каждому из проводников.

                                                                      [pic 11]

где I1, 2 – токи, протекающие через сопротивления R1 и R2 соответственно, а I – ток в неразветвлённой части цепи (общий ток).

Расчет цепей, содержащих смешанное соединение проводников, проводится на основе формул для последовательного и параллельного соединений.

Ход работы:

1. Рассчитать:

1. напряжения на каждом элементе схемы;
2. токи в параллельных ветвях и в неразветвлённой части схемы.

1. Собрать модель схемы, показанной на рисунке 1 в программе EWB 5.12c.
2. Запустить моделирование и зафиксировать показания измерительных приборов в программе EWB 5.12c.
3. Заполнить таблицу 2 и остановить процесс моделирования.
4. Рассчитать, или подобрать сопротивление резистора R4 таким, чтобы при его максимальном значении напряжения на вольтметрах V3 и V4 были равны.
5. Установить величину сопротивления резистора R4 в соответствии c пунктом 5, а шаг изменения и начальное значение сопротивления – 25%.
6. Запустить моделирование и заполнить таблицу 3. Для этого необходимо перебрать все значения сопротивления R4.

Сравнение расчётных и экспериментальных данных.