Практическая работа по теме Расчет цепей

Практическая работа № 1.

Тема: «Закон Ома для участка цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников»

Цель работы: выполнить расчет смешанного участка цепи с использованием закона Ома для участка цепи.

Теоретическая часть.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ

где U - напряжение на концах участка цепи, R - сопротивление участка цепи. (сам проводник тоже можно считать участком цепи).

Для каждого проводника существует своя определенная вольт-амперная характеристика.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

- основная электрическая характеристика проводника.

- по закону Ома эта величина постоянна для данного проводника.

1 Ом - это сопротивление проводника с разностью потенциалов на его концах

в 1 В и силой тока в нем 1 А.

Сопротивление зависит только от свойств проводника:

где S - площадь поперечного сечения проводника, l - длина проводника,

р - удельное сопротивление, характеризующее свойства вещества проводника.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

- состоят из источника, потребителя электрического тока, проводов, выключателя.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

I - сила тока в цепи

U - напряжение на концах участка цепи

R - полное сопротивление участка цепи

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

I - сила тока в неразветвленном участке цепи

U - напряжение на концах участка цепи

R - полное сопротивление участка цепи

Задачи

Задачи представлены по вариантам. Вариант определяется последней цифрой порядкового номера в журнале.

Задача 1. Рассчитайте общее сопротивление цепи на рисунке, если сопротивление каждого резистора R₁= R₂ =R₃ =R₄

Вариант 1

R₁= R₂ =R₃ =R₄= 5Ом

Вариант 2

R₁= R₂ =R₃ =R₄= 10 Ом

Вариант 3

R₁= R₂ =R₃ =R₄= 4 Ом

Вариант 4

R₁= R₂ =R₃ =R₄=2 Ом

Вариант 5

R₁= R₂ =R₃ =R₄=15 Ом

Вариант 6

R₁= R₂ =R₃ =R₄=25Ом

Вариант 7

R₁= R₂ =R₃ =R₄=2 Ом

Вариант 8

R₁= R₂ =R₃ =R₄=8 Ом

Вариант 9

R₁= R₂ =R₃ =R₄=8 Ом

Вариант 10

R₁= R₂ =R₃ =R₄=10 Ом

Задача 2 Определите значение силы тока и напряжения на каждом резисторе, полное сопротивление, полную силу тока и полное напряжение участка. Заполните таблицу.

Вариант 1

R₁=20 Ом

R₂=30 Ом

R₃=50 Ом

R₄=15 Ом

R₅=10 Ом

I₁=5 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 2

R₁=6 Ом

R₂=12 Ом

R₃=10 Ом

R₄=2 Ом

R₅=12 Ом

U₂=60 В

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 3

R₂

R₁=4 Ом

R₂=5 Ом

R₁

R₃

R₅₃=10 Ом

R₄=30 Ом

R₄₅=3 Ом

U₅=12 В

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 4

R

R₂

R₃₁=1 Ом

R₂=6 Ом

R₁₃=6 Ом

R₄=5 Ом

R

R₄

R₅₅=7 Ом

U₃=12 В

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

В

R₁ариант 5

R₃

R

R₂₁=3 Ом

R₂=6 Ом

R₄₃=2 Ом

R₄=12 Ом

R₅₅=6 Ом

I₁=2 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

В

R₁ариант 6

R

R₂₁=6 Ом

R₂=12 Ом

R

R₅₃=8 Ом

R₃₄=8 Ом

R₅=3 Ом

I₂=3 А

R₄

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

В

R₁

R₂ариант 7

R₁=8 Ом

R

R₄

R₃₂=4 Ом

R₃=2 Ом

R₄=10 Ом

R₅=12 Ом

U

R₅₁=32 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 8

R₃

R₁

R₂

R₁=5 Ом

R₂=4 Ом

R

R₅₃=3 Ом

R₄=6 Ом

R₄₅=2 Ом

I₂=4 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 9

R₁=20 Ом

R₂=30 Ом

R₃=10 Ом

R₄=5 Ом

R₅=2 Ом

U₃=12 В

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Вариант 10

R₁=2 Ом

R₂=10 Ом

R₃=5 Ом

R₄=4 Ом

R₅=8 Ом

I₂=5 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Примеры решения задач.

Задача 1

Рассчитайте общее сопротивление цепи на рисунке, если сопротивление каждого резистора R₁= R₂ =R₃ =R₄ =2 Ом.

Решение.

Проанализируем схему:

Соединения в схеме смешанные:

1. Резисторы сопротивлением R₃ и R₄ соединены параллельно

2. Сопротивление R₂ и R₃₄ соединены последовательно

3. Сопротивления R₂₃₄ и R₁ соединены параллельно

Задача 2

Определите значение силы тока и напряжения на каждом резисторе, полное сопротивление, полную силу тока и полное напряжение участка. Заполните таблицу.

R₁=20 Ом

R₂=30 Ом

R₃=50 Ом

R₄=15 Ом

R₅=10 Ом

I₁=5 А

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

U₁

U₂

U₃

U₄

U₅

I

U

Решение.

1. Используя закон Ома для участка цепи можно найти U₁

U₁=5 А·20 Ом=100 В

2. Так как R₁ и R₂ соединены последовательно, то I₁=I₂=5 А

Найдем U₂=5 А. ·30 Ом=150 В

3. Найдем общее напряжение для участка R₁ и R₂ (последовательное соединение) U₁₂=U₁+U₂

U₁₂=100 В + 150 В=250 В

Сопротивление R₃ параллельно сопротивлениям R₁ и R₂ , следовательно U₃=U₁₂=250 В

4. Используя закон Ома для участка цепи найдем I₃

5. Найдем общую силу тока на участке с сопротивлениями R₁, R₂ и R₃

I₁₂₃=I₁+I₃=5 А + 5 А=10 А

Так как рассматриваемый участок последовательно соединен с участком с сопротивлениями R₄ и R₅, то I₁₂₃=I₄=I₅=I_общ=10 А

6. Найдем, используя закон Ома силу тока на сопротивлениях R₄ и R₅

7. Полное напряжение участка находится по формуле: , так как данные участки соединены последовательно.

8. Зная полное напряжение участка цепи и полную силу тока, по закону Ома для участка цепи найдем полное сопротивление:

Контрольные вопросы:

1. Каков состав электрических цепей?

2. Физический смысл удельного сопротивления проводников.

3. Как называется график зависимости напряжения от силы тока?

4. Отчего зависит сопротивление проводника?

Преподаватель ____________________

Практическое занятие рассмотрено

на заседании комиссии дисциплин

общеобразовательного цикла

и рекомендовано на утверждение

Протокол № _____ от _______20___г.

Председатель комиссии ___________