Параллельное соединение

Параллельным соединением сопротивлений называется такое соединение, при котором к одному зажиму источника подключаются начала сопротивлений, а к другому – концы.

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений определяется по формуле:

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений всегда меньше наименьшего сопротивления, входящего в данное соединение.
На вышеуказанном рисунке мы можем сразу сказать, что общее сопротивление будет меньшее 10ом.

1. Если параллельно включено только два резистора то их общее сопротивление можно определить по формуле:

2. Если параллельно включено любое количество резисторов с одинаковым сопротивлением, то их общее сопротивление можно определить, если сопротивление одного резистора разделить на количество резисторов.

Распределение токов и напряжения в параллельных соединениях

Так как начала всех соединений сведены в одну общую точку, а концы – в другую, то очевидно, что разность потенциалов на концах любого из параллельно включенных сопротивлений равна разности потенциалов между общими точками.
Итак, при параллельном соединении сопротивлений напряжения на них равны между собой.

Если разветвления подключены непросредственно к зажимам источника тока, то напряжение на каждом изсопротивлений равно напряжению на зажимах источника.

Второе свойство цепи с параллельным соединением заключается в том, что электрический ток распределяется по параллельным ветвям обратно пропорционально их сопротивлениям.
Это значит что, чем больше сопротивление, тем меньше по нему пойдет ток.

Рассматривая точку разветвления А, замечаем что к ней притекают ток I, а токи I1, I2, I3 утекают из нее. Так как движущиеся электрические заряды не скапливаются в точке, то очевидно, что суммарный заряд, притекающий к точке разветвления, равен суммарному заряду, утекающему от нее:

Следовательно, третье свойство параллельного соединения может сформулирована так:
Величина тока в не разветвленной части цепи равна сумме токов в параллельных ветвях.

Вывод: Научился определять соотношение между величинами силы тока (напряжения) на отдельных участках цепи при параллельном, последовательном и смешанном соединениях проводников; экспериментально определял общее сопротивление цепи при последовательном, смешанном и параллельном соединении проводников; продолжил формирование умений и навыков по собиранию простейшие электрические цепи, а также научился пользоваться измерительными приборами (амперметром и вольтметром).

Лабораторная работа № 2

«Исследование трехфазной цепи системы переменного тока при соединении звездой»
Цель: выявить особенности трёхфазной системы при соединении фаз звездой, по опытным данным построить векторные диаграммы при симметричной и не симметричной нагрузке фаз.
Ход работы.
1. Собрал схему.

Рис. 1 - Где РА1 - прибор комбинированный 43101; PV1 - прибор комбинированный Ц4342; R1 - резистор 680 Ом; R2 - резистор 680 Ом; R3 - резистор 680 Ом; SA1 - тумблер.

2. Подключил схему к клеммам трёхфазного генератора.
3. Измерил линейные и фазные токи и напряжения I_А,I_В,I_С,- линейные и фазные токи, U_А,U_в,U_с - фазные напряжения, U_AB, U_B[, U_CA - линейные напряжения.
4. Проверил соотношение между линейными и фазными токами при включенном и выключенном нулевом проводе.
5. Рассчитал активную мощность трёхфазного приёмника при симметричной нагрузке.
6. Данные результатов и измерений занес в таблицу.
7. Изменил нагрузку в фазах ток, чтобы во всех 3 фазах была разная нагрузка.
8. Измерил линейные и фазные токи, фазные и линейные напряжения.
9. Проверил соотношение между линейными фазными напряжениями при включенном и выключенном нулевом проводе.
10. Рассчитал активную мощность трёхфазного приёмника при несимметричной нагрузке.
11. Данные занес в таблицу
Таблица 1 – Данные всех вычислений и измерений

12. Построил векторные диаграммы.

P_A1=7,2*4,9=35,28(Bm)
Р=ЗРф
P=35,28*3=105,84(Bm)
С 0 проводом
Р_А'=10,4 4,9=50,96(Вт)
Р_в'=7,2 4,9=35,28(Вт)
Р_с'=4,9 4,9=24,01(Вт)
Р=50,96+35,28+24,01=110,25(Вт)
Р_А'=8,4 4=33,6(Вт)
Р_в'=7,2 4,9=35,28(Вт)
Р_с'=6,3 6,3=39,69(Вт)
Р=33,6+35,28₊39,69=108,57(Вт)

Рисунок 2 – Векторные диаграммы

Вывод: Выявили особенности трёхфазной системы при соединении фаз звездой, по опытным данным построили векторные диаграммы при симметричной и не симметричной нагрузке фаз.

Лабораторная работа № 3

«Исследование полупроводников диода»

Цель работы: исследование напряжения и тока диода при прямом и обратном смещении р-n-перехода, построение и исследование вольтамперной характеристики (ВАХ) полупроводникового диода, исследование сопротивления диода при прямом и обратном смещении по вольтамперной характеристике, анализ сопротивления диода (прямое и обратное смещение) на переменном и постоянном токе, измерение напряжения изгиба вольтамперной характеристики.

Основные теоретические положения

Полупроводниковый диод представляет собой двухэлектродный прибор на основе электронно-дырочного перехода в кристалле полупроводника (рис. 13.1) и предназначен для преобразования переменного тока в пульсирующий ток одной полярности.

Если к диоду приложить напряжение в прямом направлении, когда положительный полюс источника энергии соединен с р-областью (анодом), а отрицательный – с n-областью (катодом), то потенциальный барьер p-n-перехода понижается и через диод протекает большой прямой ток даже при невысоком приложенном напряжении. При смене полярности приложенного к диоду напряжения потенциальный барьер повышается, и через диод протекает очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток) даже при высоких значениях обратного напряжения.

Вольтамперная характеристика диода вследствие этого является резко несимметричной, и ее типичный вид представлен на рис. 13.2.

Рис. 13.2. Вольтамперная характеристика диода

При анализе электрических цепей, содержащих диоды, нелинейные ВАХ последних во многих случаях заменяют отрезками прямых, т. е. проводят кусочно-линейную аппроксимацию ВАХ. На рис. 13.2 прямая ветвь ВАХ диода аппроксимирована отрезками ОМ и MN. Отрезок MN проходит через точки K и L ВАХ, которые определяются по значению максимального прямого тока диода . Отрезок ОМ соответствует пороговому напряжению диода .

Обратная ветвь ВАХ диода заменяется отрезками прямых линий и . Отрезок выходит из начала координат и проходит через точку , положение которой на ВАХ диода определяется наибольшим обратным напряжением , где – напряжение пробоя диода. Отрезок параллелен оси тока и смещен относительно нее на величину напряжения пробоя.

Дифференциальное прямое сопротивление и дифференциальное обратное сопротивление диода определяются углами наклона отрезков MN и к оси токов на рис. 13.2 и могут быть вычислены по выражениям:

, .

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (рис. 13.3, а) и включить. Мультиметр покажет напряжение на диоде при прямом смещении. Перевернуть диод и снова запустить схему, мультиметр покажет напряжение на диоде при обратном смещении. Вычислить ток диода при прямом и обратном смещении согласно формулам и , где
Е – напряжение источника питания.

а б

Рис. 13.3. Схемы для измерения: а – напряжения; б – тока диода

Запишите результаты в табл. 13.1.

Таблица 13.1