ЭКСПЕРИМЕНТ 6 Комбинация последовательных и параллельных схем

Цели

После проведения данного эксперимента Вы сможете рассчитывать полное сопротивление сложной схемы, состоящей из соединенных последовательно и параллельно резисторов, и определять падение напряжения на любом элементе и ток, протекающий через любой элемент схемы.

Необходимые принадлежности

* Цифровой мультиметр

* Макетная панель

* Источник постоянного напряжения

* Один батарейный зажим с выводами

* Резисторы — 1/4 Вт, 5%:

один резистор 470 Ом, один резистор 680 Ом, один резистор 2, 2 кОм, один резистор 4, 7 кОм, два резистора 10 кОм.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Большинство используемых на практике электронных схем часто представляют собой сложные комбинации из последовательных и параллельных схем. Вы должны знать, как рассчитывать нс толь

ко полное сопротивление схемы, но также величину тока через любой компонент или падение напряжения на любом. отдельном компоненте. Производство расчетов для таких цепей должно быть не более сложным, чем расчет простых последовательных и параллельных схем. Смысл этого довольно прост: любая сложная схема может быть легко и просто разбита на несколько более мелких и простых схем. При использовании методов, которые Вы изучили ранее для последовательных и параллельных схем, у Вас не будет проблем при анализе больших и более сложных схем.

Иными словами: для выполнения расчетов в сложной схеме просто смотрите на схему как на несколько небольших и простых схем. Начинайте с расчета тех схем, которые наиболее удалены от источника питания. В расчетах постепенно продвигайтесь вперед к источнику питания, комбинируя Ваши отдельные результаты. Таким образом, постепенно Вы сможете выполнить вычисление эквивалентного полного сопротивления схемы.

После того, как Вам будет уже известно полное сопротивление схемы, рассчитайте полный ток схемы, потребляемый от источника питания. Используя данную величину тока, Вы сможете вычислить падения напряжения при помощи законов Кирхгофа. Применяя законы Ома и Кирхгофа, Вы сможете определить напряжение или ток в любой точке схемы.

Краткое содержание

В данном эксперименте Вы соберете сложную схему, состоящую из соединенных последовательно

и параллельно резисторов. Вы рассчитаете полное сопротивление этой схемы и проверите его измерением. Затем подсчитайте величины тока и напряжения в конкретных точках схемы. И снова сверьте Ваши расчеты с данными фактических измерений.

ПРОЦЕДУРА

1. Соберите схему, показанную на рисунке 6-1, но не подключайте источник питания до тех пор, пока об этом не будет сказано. Это одна из наиболее сложных схем, которые Вам до сих приходилось собирать, так что будьте предельно внимательны. На данном этапе все еще желательным является использование макетной панели для физической компоновки резисторов с расположением элементов, по возможности наиболее близким к указанному на принципиальной схеме. Это поможет Вам быстро отыскивать каждый резистор и намного облегчит проведение различных измерений токов и напряжении. После того, как Вы завершите монтаж, снова внимательно проконтролируйте его на наличие возможных ошибок.

2. При использовании процедур, которые применялись Вами в предыдущих экспериментах, рассчитайте полное сопротивление схемы между точками А и В. Позже Вы подключите к этим точкам источник питания.

Rt= ____ Ом (расчетное значение)

3. Используя Ваш мультиметр, измерьте общее сопротивление схемы между точками А и В Вашей схемы.

Rt=______ Ом (измеренное значение)

4. Подключите источник питания 9В к схеме в точках А и В.

5. Рассчитайте ток, протекающий через резистор R5

Ir5= ______мА (расчетное значение)

6. Рассчитайте падение напряжения на резисторах R3 и Rt.

Vr3-4= ____ В (расчетное значение)

7. Используя Ваш мультиметр, измерьте ток, протекающий через резистор R5.

Рис. 6-1.

Ir5 = ______ мА (измеренное значение)

8. Измерьте напряжение на резисторах R3 и R4. Vr3-4 =_____В (измеренное значение)

9. Сравните Ваши вычисленные и измеренные значения и объясните возможную разницу в значениях.

ОБЗОРНЫЕ ВОПРОСЫ

1. На рисунке 6-1 какой ток протекает через резистор R3?

а) 0,15 мА,

б) 0,32 мА,

в) 0,44 мА,

г) 0,89 мА.

2. При расчете полного сопротивления схемы, комбинирующей последовательные и параллельные цепи, начните с элементов, наиболее удаленных от источника питания:

а) высказывание справедливо,

б) высказывание несправедливо.

3. Основной причиной различия между расчетными и измеренными значениями является:

а) вариация напряжений,

б) погрешности мультиметра,

в) погрешности вычислений,

г) допуски резисторов.

4. В каком направлении происходит движение электронов через резистор R5, если источник питания подключается к точкам А и В, как показано на рисунке 6-1?

а)сверху вниз,

б) снизу вверх.

5. Какова полярность напряжения на резисторы R.2?

а)вверху +, внизу —;

б)вверху —, внизу +.