Fizika labs 306_reostat

Lab № 306

Reosztátok és feszültségosztó

Eszközök és kellékek: egy áramforrás, voltmérő, kettő, kettő milliamp, reosztát, ellenállások.

Bevezetés. Reostat - jelenlegi vagy feszültségszabályozó készülék elektromos áramkörök változtatásával az ellenállása. Eltérő ellenállást dimmerek lehet változtatni, vagy fokozatosan, vagy több lépésben.

Két fényerő az áramkör.

1

.Series kapcsolat (1. ábra) és a terhelés ellenállások (ellenállás önmagában) használjuk jelenlegi szabályozás nagruzkeRH (és feszültség rajta) korlátozott mértékben, de viszonylag nagy teljesítményt.

2

.Párhuzamos kapcsolás - egy feszültségosztó (2. ábra) - használják, hogy szabályozza a feszültséget nagruzkeUH széles határok (nullától pitaniyaU forrás feszültség), de viszonylag alacsony teljesítmény.

Ellenállás csúszka reosztátot szakaszosan változó, nem teljesen sima. Nagysága a sokk rezisztencia egyenlő az ellenállás az egyik huzal tekercs, amelynek tekercs reosztát végre. Ha egy fokozatosabb szabályozás áram (feszültség), a második reostatR2 tartalmazza az áramkört. akinek ellenállás 10 ... 20-szor mensheR. Shematonkoy jelenlegi szabályozás a 3. ábrán látható, skhematonkogo feszültség szabályozás - a 4. ábrán látható.

1. gyakorlat reosztát

P

(5. ábra) Vegyünk egy elektromos áramkör, amelyben az ellenállás működik áram-szabályozóval (ténylegesen reosztát). Ebben az esetben az ellenállás benne tsepposledovatelno. Ha a belső ellenállása voltmérő igen nagy, és az árammérő képest kicsi a terhelés ellenállás, az áram az áramkörben van:

ahol R - ellenállás minden reosztátot

R - ellenállás eljáró uchastkaAD reosztátot dlinoyl,

RH - terhelési ellenállás,

r - a belső ellenállása a tápegység, E - EMF áramforrás.

Ha mozgatja a csúszkát reosztátot D Ota kV soprotivlenieRl lesz nullától naibolshegoR. és az áram az -

a legnagyobb

a legkisebbértékeket.

Találunk az úgynevezett kratnostregulirovaniya tokaK. ami definíció szerint a leginkább releváns a jelenlegi alacsonyabb azok variációs tartomány:

Tól képletű (2) azt mutatja, hogy a jelenlegi szabályozás ellenállások korlátozza a nagyobb, a nagyobb az R hányados / (RH + R). azaz annál nagyobb az ellenállás a reosztátot képest a terhelési ellenállás (belső ellenállása Tokár forrás. általában sokkal mensheRH).

Ha benne van az elektromos áramköri elem (ellenállás), kívánatos lenne, hogy a jelenlegi szabályozás korlátokat, amennyire csak lehetséges. Azonban, a megszerzésének lehetőségét magas K a reosztát korlátozott. Minél nagyobb az ellenállás a reosztát, a kevésbé elfogadható (névleges) üzemi áram. Azzal egy ellenállást az áramkörbe az erős áramforrás lehet égetni kanyargós reosztátot. Sőt, ha közel van dvizhokD klemmyA. Az áram az határozza meg, alapvetően az érték a terhelési ellenállás, és ha az áram nagyobb, mint a névleges árama reosztátot, az utóbbi lesz kényeztetve. Ezen túlmenően, amikor közeledik sluchaeRRH dvizhkaD hogy klemmeA versenyzés áramváltozást egyre bólshimi. Tehát, amikor kiválasztják reosztát kell figyelembe venni a következő két feltételnek: 1) a reosztátot ellenállás legyen több, mint nagruzkiRRH ellenállás. 2) a legnagyobb terhelési áram nem haladhatja meg a névleges (megengedett normál működés), a jelenlegi reostataInbInom.

A telepítés leírása. Minden eszköz a méréshez szükséges, és elhelyeztük egy laboratóriumi panel: 1) reosztát egy vonalzóval (soprotivlenieR = 1200 ohm, névleges áram 0,5 A), 2) a két feszültségmérő mérésére túli 15, 3) két külső milliammeter 75 mA és 1,5 mA. Két ellenállások, szerepét betöltő terhelés elhelyezett, a pincében található.

Az első esetben sorozat a terhelés bekapcsolt milliammeter 75 mA, a második - 1,5 mA.

1.Soberite lánc RH1 terhelés = 120 Ohm séma szerint (5. ábra). TumblerVk szerelés során kell a nyitott helyzetben. A DC feszültséget a laboratóriumi hálózat csatlakozik a terminálok oboznacheniem6 B.

2.Predlozhite tanár, hogy ellenőrizze az áramkör helyes összeszerelésére.

3.Vnimanie! Mielőtt rátérnénk tumblerVk. Állítsa be reostatenaibolshee ellenállás (dvizhokD költözött a terminál).

4.Vklyuchite feszültség dobon Bk. Azáltal, hogy a kurzort a reosztátot ellenállás storonuumensheniya, távolítsa el a függőség a feszültség vhodeU. nagruzkeUH feszültség és az áramerősség tsepiI (aka terhelő áram) származó között a motor rasstoyaniyal reostataD és klemmoyA. számolta a felállás. Ilyen méréseket kell végezni a 42 cm-től körülbelül nulla rendszeres időközönként 4 ... 5 cm. Az eredményeket az 1. táblázatban rekordot.

Terhelés 120 ohm

Az eredmények feldolgozása. 1. táblázat szerint az 1.Po építeni külön-külön minden egyes folyó I terhelőáram és a grafikonok mindkét napryazheniyU iUH hossza a dolgozó rész reostatal.

2.Calculate multiplicitás arányt az aktuális ellenőrzése a terhelés és a másik, figyelembe a maximális és minimális aktuális értéket az 1. táblázatban. Összehasonlítani az eredményeket a (2) képlet.

Potentsiómetr (feszültségosztó)

A reosztátot a jelenlegi szabályozó áramkör, mint upr.1, van egy jelentős hátránya. Nem lehet megváltoztatni a jelenlegi a legnagyobb érték donulya. míg ez gyakran van szükség. Ebből hátrány kiküszöbölhető forgatásával reosztátot nem következetesen aparallelno terhelést. Ez a módszer a beépített nazyvaetsyapotentsiometricheskim. amelyre az azonos ellenállást, hanem egy másik képesség, az úgynevezett potenciométer. Hangsúlyozni kell, hogy a potenciométer használják, nem pedig a jelenlegi szabályozó és kakregulyator terhelőfeszültség, és széles tartományban.

Tekintsünk egy (ábra6) rendszer áramkör, amelyben az ellenállás működik, mint egy potenciométer (más néven a feszültségosztó).

K

ak és upr.1 feltételezik, hogy az ellenállás voltmetrovveliko. és ampermetramalo ellenállás, összehasonlítva más áramköri ellenállások). Szerint a Kirchhoff-törvények, akkor lehet, hogy a következő egyenlet egy adott áramkör:

- konturARHDRlA,

Megoldása ez a rendszer egyenleteket, megkapjuk a terhelési áram.

Ismerve a jelenlegi, a feszültség lehet kiszámítani Ohm törvénye

.

Elemzése az eredmény (3). Amikor mozgatja a kurzort a D terminálok klemmyA soprotivlenieRl nullától a maximális -R. Ezért tokIH és napryazhenieUH növeli szinte egyenesen arányos az elmozdulással dvizhkaot nullától a legnagyobb znacheniyaIHnb. amely megtalálható, polozhivRl = R (3) kifejezés.

,

Lássuk, mi része a EMF forrása ennek a feszültségnek.

Mint látható a kapott expressziós (4), a feszültség a terhelés kisebb, mint EMF forrásból. De hányszor? Ez attól függ, hogy a kapcsolat az R / RH és r / R.

1.Obychno terhelési ellenállás legyen lényegesen nagyobb, mint a belső ellenállása áramforrás, RHr .. Hogy ennek eleget kell törekednie, hogy működjön együtt a lehetséges forrása a nagyobb hatékonyság.

2.Soprotivlenie potenciométer ne legyen túl kicsi, különben nem fog fogyasztani túlzott áramforrás. Ezért van egy második feltétel: Rr.

Így kiderül, hogy a potenciométer a teher lehet állítani, hogy bármilyen feszültség tartományban nullától szinte EMF áramforrás: 0UHnbE. NapryazhenieUHnb minél közelebb a forrás EMF, annál erősebb neravenstvoRr.

4.A mi az aránya a terhelési ellenállás és az ellenállás RH potentsiometraR. Ha úgy dönt, egy bankot, egy nagy ellenállást, így chtoRRN. akkor a döntés rossz, és itt miért. Valóban, tegyük fel, hogy a potenciométer közelében található a terminál (6. ábra). Ezután a terhelési áram nagy áthaladnak uchastokDB potenciométer, amely egy kis ellenállású, ennek eredményeként az áramforrás lenne zárva egy kis teljes ellenállás, amelynek hatására áramlását az említett jelentős része a jelenlegi, amely magasabb lehet, mint a névleges és vezethet éget ez a fragmens potenciométer tekercsek.

Következésképpen, a normál működés potenciométerrel reosztátot kell bytvypolneny sleduyuschienepremennyeusloviya:

Ezekből az egyenlőtlenségek jelenti annak a lehetőségét, potenciométerek csak alacsony fogyasztású áramkörök, mint említettük a 1. o. A fogyasztott energia a áramforrás között megosztani a terhelést, és fordítottan arányos a potenciométer ellenállások, P = U2 / R. Akarta átadni bolshýyu terhelhetőség, még nagyobb erőt meg kell tölteni a potenciométerrel, mivel ez kevesebb, mint az ellenállás. Ezért az ilyen módszert alkalmazzák az alacsony feszültségszabályozó áramkör, például az elektronikában.

Mérést. 1.Soberite szerinti elektromos áramkör rendszer (6. ábra), ugyanazt, mint egy potenciométer ellenállás egy vonalzó és nagruzkuRH1.

Figyelem! Mielőtt mérések reosztátot motor körül kell lennie klemmyA!

2. Az ellenőrzés után a lánc oktató kapcsolót Bk.

3.Remove a függőség az IH terhelő. nagruzkiUH bemeneti feszültség és a helyzet napryazheniyaU dvizhkal. klemmyA mozdítva a terminál 0-42 cm körülbelül egyenlő időközönként 4 ... 5 cm-es. A mérési eredményeket a 2. táblázatban rekordot.

EMF áramforrás E =

5.Izmerte és tudomásul 2. táblázatban a kimeneti feszültség az áramforrás, ha nyitva van a külső áramkörben. Ennek értéke közel van az E elektromotoros erő forrása.

Az eredmények feldolgozása. A 2. táblázat szerint 1.Po konstrukciót grafikonok a mért velichinIH, UH U és a pozíció dvizhkal (külön-külön minden egyes terhelés).

2.Calculate belső ellenállását a forrás, amelyet a képlet (4) a RH1.

3.Posmotrite dimenziójában asztal maximális átfolyó áram terhelés, és milyen feltételek mellett? Nem veszélyes használni reosztátot? Hasonlítsa össze a névleges áram reosztát. Adj egy írásbeli véleményt ezekről a kérdésekről.

1.Physical Encyclopedic szótár. M. baglyok. Encyclopedia, 1965. 4. kötet, s.435-437.

2.Dzhankoli J. Phys. Mir, 1989. 2. kötet, CHAP. 27.

A letöltés folytatásához össze kell rakni egy képet: