Лабораторна робота 3-7




Скачати 68.11 Kb.
НазваЛабораторна робота 3-7
Дата конвертації28.07.2013
Розмір68.11 Kb.
ТипДокументы
skaz.com.ua > Інформатика > Документы



Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра „Фізика

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3-7
Визначення потужності електричного струму та коефіцієнта корисної дії джерела струму”


Роботу виконав: студент(ка)



(прізвище, ім’я, по-батькові)



(курс) (група)

„ „ 20 р.


Роботу прийняв:



(прізвище та ініціали викладача)



(посада)
Оцінка:

за знання теорії

(оцінка, бал)

за провед. експер.

(оцінка, бал)

підсумкова (оцінка, бал)


(дата і підпис викладача)

^ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3-7
ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ ТА КОЕФІЦІЄНТА КОРИСНОЇ ДІЇ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ
Мета роботи: визначення залежності потужності електричного струму, корисної потужності та коефіцієнта корисної дії джерела струму від опору навантаження.
^ Прилади і матеріали: лабораторна установка.
Теоретичні відомості
Потужністю елетричного струму називається скалярна фізична величина , яка характеризує швидкість перетворення енергії електричного струму в інші форми і визначається як енергія, що перетворюється за одиницю часу:

,

де - енергія електричного струму,

- різниця потенціалів,

- заряд,

- електричний струм.

Використовуя закон Ома для ділянки ланцюга

,

де - електричний опір, одержуємо декілька формул:

.

Корисна потужність це потужність яка виділяється на зовнішньому опорі (див. рис.1). Вона розраховується за формулою

, (7.1)

де - струм який йде через опір . Струм знайдемо за законом Ома для замкненого кола

, (7.2)

де - ЕРС (електрорушійна сила) джерела струму,

- внутрішній опір цього джерела.

Зробивши підстановку (7.2) в (7.1) отримуємо

. (7.3)

Для того щоб дослідити цю функцію на екстремум візьмемо похідну по зовнішньому опору , тоді маємо



.

Точка екстремума знаходиться розв’язуванням рівння , тобто

.

Очевидно, що рішення є , або

. (7.4)

Цей екстремум є максимумом. Це можна з’ясувати, якщо обчислити другу похідну, але можна зробити таким чином. З виразу (7.3) ми бачимо, що





З фізичних умов , це оначає, що ця функція починається з нуля і знову йде до нуля на нескінченності, а поскільки вона всюди позитивна і має екстремум, то цей екстремум є максимумом.

Таким чином ми з’ясували, що корисна потужність максимальна якщо зовнішний опір дорівнює внутрішньому. Розрахуємо цю потужність.

(7.5)

Коефіцієнт корисної дії джерела ЕРС визначається відношенням корисної роботи до повної роботи

. (7.6)

Оскільки потужність визначається швидкістю перетворення роботи то , або і ми отримуємо

, (7.7)

де

(7.8)

повна потужність у замкненому колі.

Таким чином, ми маємо

. (7.9)

З виразу (7.8) одержуємо . При нескінченному зростанні зовнішнього опору ККД прямує до одиниці

,

але струм і корисна потужність у цьому випадку прямує до нуля. Таким чином одночасне отримання максимальної корисної потужності при максимальном ККД не можливо.

Коли корисна потужність досягає максимуму, то (ККД =50%), коли ж ККД , то корисна потужність зменшується, це означає, що для зростання ККД необхідно зменшувати внутрішній опір джерела ЕРС. Для ідеального джерела і ККД завжди дорівнює одиниці.




Послідовність виконання роботи




  1. Ознайомитися зі схемою на стенді (рис.2).

  2. Установити за допомогою магазина опір 0 Ом.

  3. Замкнути ключ К.

  4. Виміряти силу електричного струму у колі послідовно змінючи зовнішний опір від 0 Ом до 900 Ом через 100 Ом. Занести отримані данні до таблиці.

  5. Вимкнути ключ К.

  6. Обчислити для каждого значення R корисну потужність за формулою (7.1), повну потужність за формулою (7.8) та ККД за допомогою (7.7).

  7. Побудувати залежності .



  1. Обчислити відносну та абсолютну похибки.



Контрольні питання


  1. Що називається ККД джерела ЕРС?

  2. Як визначається корисна потужність джерела ЕРС?

  3. Чому дорівнює максимальна корисна потужність джерела ЕРС?

  4. Коли корисна потужність максимальна?

  5. Чому дорівнює ККД при максимальній корисній потужності?

  6. Довести, що при функція дійсно має максимум.

  7. Пояснити залежність .

  8. Що таке ЕРС джерела?

  9. Які сили називають сторонніми, де вони діють?

  10. Чому непримустимо замкнення накоротко джерела ЕРС?


Звіт за виконану роботу


  1. Робочі формули:

- корисна потужність,

- повна потужність,

- ККД.

    1. Величина, що вимірюється:

I – Струм у ланцюгу = А.

    1. Табличні величини:

; .

    1. Величини, що обчислюються:

- корисна потужність,

- повна потужність,

- ККД.

  1. Результати експерименту




R, Ом

I, A

, Вт

, Вт



0













100













200













300













400













500













600













700













800













900














Результати експерименту підтверджую

(дата і підпис викладача)


  1. Обробка результатів експерименту

Для кожного значення струму обчислити








=





Вт.







=





Вт.







=





.

Побудувати залежності .







  1. Висновки:


Схожі:

Лабораторна робота 3-7 iconЛінійні програми на С++ Лабораторна робота №3
Лабораторна робота № Форматний ввід/вивід у мові С/С++
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №3. Обробка текстових файлів за допомогою фільтрів. Редактор sed
Лабораторна робота № Організація файлової системи в unix. Команди для роботи файлами в Unix (Linux)
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №16-Б. Перехідні процеси в послідовному колі r-l-c
Лабораторна робота №16. Перехідні процеси в лінійних електричних колах
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота № Експериментальні дослідження тригерів у програмах...
Лабораторна робота № Експериментальні дослідження тригерів у програмах Electronics Workbench
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №51 Визначення магнітного поля на осі соленоїда Мета роботи
Прилади й матеріали: лабораторна установка для визначення магнітного поля на осі соленоїда в залежності від координати
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №1 Робота в середовищі Pascal abc мета роботи
Мета роботи: Навчитися працювати з середовищем Pascal abs, проводити запуск програм на виконання
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №3
Ознайомитись з загальними відомостями про управління інтерфейсом користувача в ос android
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №2
Методи onCreate(), onStart(), onResume(), onPause(), onRestart(), onStop(), onDestroy()[1,3]
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №1
Назва: Дослідження організації та функціонування мережної операційної системи на прикладі ос android
Лабораторна робота 3-7 iconЛабораторна робота №5
Мета роботи: експериментально І аналітично перевірити теорему про активний двополюсник
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка