Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы «Исследование цепи постоянного тока с параллельным соединением резисторов»

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГАПОУ СО «НТК»)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по выполнению лабораторной работы по электротехнике

«Исследование цепи постоянного тока

с параллельным соединением резисторов»

2018

Организация – разработчик:

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Новоуральский технологический колледж».

Разработчик:

Прядеина Юлия Александровна, преподаватель IКК, ГАПОУ СО «НТК», г. Новоуральск.

Рассмотрены на заседании

научно-методического совета ГАПОУ СО «НТК»

Протокол № ____ от «___» ___________ 20__ г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Исследование цепи постоянного тока

с параллельным соединением резисторов»

Цель работы: измерить токи и напряжения в параллельной цепи и проверить выполнение первого закона Кирхгофа.

Оборудование:

– однофазный источник питания;

– блок генераторов напряжений с наборным полем;

– набор мини-блоков;

– блок мультиметров;

– ваттметр;

– соединительные провода и перемычки, питающие кабели.

I ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Параллельное соединение резисторов – это соединение, в котором начала всех резисторов соединены в одну общую точку, а концы в другую общую точку (рисунок 1).

Рисунок 1. Параллельное соединение резисторов.

В каждой ветви цепи протекает свой ток. Сумма токов всех ветвей в соответствии с первым законом Кирхгофа равна полному току:

Величина тока ветви зависит от приложенного напряжения и сопротивления данной ветви:

; ;

Ток в неразветвленной части цепи зависит от приложенного напряжения и эквивалентного сопротивления цепи:

Для вычисления эквивалентного сопротивления цепи служит формула:

Для цепи с двумя и тремя параллельно соединенными резисторами:

 и .

При параллельном соединении, общее сопротивление меньше любого из составляющих. Это всегда верно для любого количества резисторов.

II ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ

1. К лабораторному стенду подведено напряжение 220 В, опасное для жизни.

2. Перед сборкой экспериментальных схем убедитесь, что напряжение на стенде отсутствует (сигнальные лампы не горят, выключатель в положении «Выкл.» и т.п.).

3. Не используйте провода с поврежденной изоляцией. Надежно закрепляйте провода.

4. Все изменения в схеме производите только при снятом напряжении. Повторное включение производите только после проверки схемы преподавателем.

5. Во время работы не касайтесь клемм стенда и клемм измерительных приборов.

6. В случае возникновения аварийных ситуаций (выпадение проводников (проводов), зашкаливание стрелок измерительных приборов, появление дыма или запаха горелой изоляции) немедленно отключите стенд и сообщите преподавателю.

Категорически запрещается включение без проверки схемы преподавателем!

III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Задание.

1. Измерьте токи и напряжение в каждой ветви параллельной цепи (на каждом резисторе R).

2. Произведите расчет эквивалентного сопротивления цепи, тока на каждом резисторе и тока неразветвленной части цепи.

3. Сравните результаты измерения с расчетными значениями.

4. Проверьте выполнения первого закона Кирхгофа.

Порядок выполнения эксперимента.

1. Соберите цепь согласно монтажной схеме (рисунок 2). Последовательно с резисторами R=470 Ом, R=220 Ом, R=330 Ом включите специальные мини-блоки для подключения амперметра.

Рисунок 2. Монтажная схема.

2. С помощью двухжильного кабеля со штекером поочередно подключайте к этим миниблокам мультиметр в режиме измерения тока и измеряйте на каждой параллельной ветви.

3. Измеренные значения занесите в таблицу 1.

4. Измерьте напряжение на каждом резисторе, а также полное напряжение на входе цепи.

5. Убедитесь, что напряжение имеет одно и то же значение и запишите его в таблицу 1.

6. Рассчитайте эквивалентное сопротивление цепи, ток на каждом резисторе и ток на неразветвленном участке цепи.

7. Результаты расчетов занесите в таблицу 1.

8. Сравните результаты расчетов с измеренными значениями. Проверьте выполнение первого закона Кирхгофа по экспериментальным и расчетным значениям напряжений.

9. Сделайте выводы.

Таблица 1. Результаты измерений и расчетов.

	Измеряемые значения		Расчетные значения
	напряжение	сила тока	напряжение	сила тока
R = 470 Ом	U1 =	I1 =	U1 =	I1 =
R = 220 Ом	U2 =	I2 =	U2 =	I2 =
R = 330 Ом	U3 =	I3 =	U3 =	I3 =
Rэкв =           Ом	U =	I =	U =	I =

IV СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название и цель работы.

2. Формулы и примеры расчетов.

3. Заполненная таблица.

4. Выводы по работе.

5. Ответы на вопросы теста.

V ТЕСТ

Часть А. Выберите правильный ответ из представленных.

1. Эквивалентное сопротивление пяти параллельно включенных резисторов сопротивлением R = 100 Ом каждый равно

1 – 500 Ом;                           

2 – 20 Ом;

3 – 200 Ом.

2. На каком из резисторов ток будет наибольший, если U = 200 В, R₁ = 50 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 100 Ом

1 – R₁;

2 – R₂;

3 – R₃.

3. Каким будет ток неразветвленного участка цепи, если U = 380 В, R₁ = R₂ = R₃ = 300 Ом

1 – 1,26 А;

2 – 3,80 А;

3 – 0,42 А.

Часть Б. Дополните.

1. Формулировка первого закона Кирхгофа: сумма токов втекающих в узел равна ___________________________________________________.

2. Соединение элементов цепи, при котором напряжение на всех участках цепи равно приложенному напряжению ко всей цепи, называется ________________________.

3. При параллельном соединении элементов цепи с одинаковым значением сопротивления эквивалентное сопротивление цепи равно _____________________________________________.

4. Прибор для измерения напряжения на участке цепи называется ____________________.

5. Напряжение, приложенное цепи равно 50 В, ток на резисторе в ветви равен 1,5 А. Сопротивление на резисторе равно _______ Ом.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГАПОУ СО «НТК»)

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ

ОП СПО 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)».

Учебная дисциплина: ОП.02 «Электротехника».

Критерии	Собирает цепь в соответствии со схемой	Производит измерение напряжений	Производит измерения токов	Соблюдает технику безопасности при выполнении измерений	Выполняет расчет эквивалентного сопротивления	Выполняет расчет токов в ветвях	Определяет сопротивление трех параллельно соединенных резисторов	Выполняет расчет полного тока	Производит сравнение измеренных и расчетных величин	Выполняет проверку выполнения первого закона Кирхгофа	Делает выводы по лабораторной работе	Определяет эквивалентное сопротивление пяти резисторов	Определяет наибольший ток	Определяет ток неразветвленного участка цепи	Знает формулировку ЗТК	Дает определение параллельного соединения	Знает формулу для определения эквивалентного сопротивления	Применяет закон Ома для решения простых задач	Кол-во баллов	Оценка
	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-1	0-19

Преподаватель                                                                                                                                                                    Ю.А.Прядеина

При проведении лабораторной работы уровень знаний и умений обучающегося оценивается по рейтинговой шкале, которая переводится в традиционную 5-тибалльную: 5 (отлично), 4 (хорошо), 3 (удовлетворительно), 2 (неудовлетворительно). В оценочный лист выставляются баллы по обозначенным критериям («да», «выполнено» – 1 балл; «нет», «не выполнено» – 0 баллов).

Шкала перевода

Процент результативности (правильный ответ)	Количественная оценка индивидуальных образовательных достижений
%	баллы	оценка
90-100	19-18	«отлично»
80-90	17-16	«хорошо»
70-80	15-14	«удовлетворительно»
Менее 70	13 и менее	«неудовлетворительно»