Методические указания к выполнению лабораторных работ по теоретической электротехнике Часть (стр. 5 из 9)
Теорема об эквивалентном генераторе (теорема об активном двухполюснике) обычно применяется в том случае, когда требуется определить ток только в одной ветви сложной электрической цепи.
Согласно этой теореме ток
в любом элементе (приемнике) 
сложной электрической цепи определяется в следующем порядке.Разомкнув ветвь с элементом
, определяют напряжение холостого хода 
между точками размыкания. Затем определяют входное сопротивление 
эквивалентного генератора, т.е. сопротивление всей остальной части сложной цепи относительно разомкнутых точек при накоротко замкнутых источниках ЭДС и разомкнутых источниках тока. Искомый ток определяется по теореме об эквивалентном генераторе: 
(2.2)  |
В настоящей работе исследуется цепь постоянного тока, схема которой приведена на рис.2.1.
2. Подготовка к выполнению работы
При подготовке к лабораторным занятиям (в домашних условиях) необходимо:
2.1. В черновом протоколе испытаний зарисовать схему рис.2.1 исследуемой цепи и во всех ветвях стрелками указать произвольно выбранные положительные направления токов.
2.2. Считая элемент
приемником энергии, в буквенном выражении определить напряжение холостого хода 
и входное сопротивление эквивалентного генератора. По теореме об эквивалентном генераторе определить ток 
.3. Порядок выполнения работы
3.1. Собрать схему рис.2.1, при этом:
а) для измерения токов необходимо использовать миллиамперметры магнитоэлектрической системы на 150 – 500 mA, а для измерения ЭДС источников и напряжения холостого хода эквивалентного генератора – магнитоэлектрический вольтметр на 30 – 50 В.
б) переключатели (тумблеры) П1 и П2 установить в такое положение, чтобы источники ЭДС были отключены от схемы;
в) миллиамперметры должны быть включены в схему таким образом, чтобы принятые в п. 2.1 положительные направления токов в соответствующих ветвях совпадали с направлением от зажима «+» к зажиму «-» через прибор.
При таком включении отклонение стрелки прибора вправо по шкале свидетельствует о совпадении действительного направления тока с принятым направлением, и, следовательно, ток является положительным. Отклонение стрелки прибора влево от нулевого деления шкалы указывает на то, что действительное направление тока противоположно принятому за положительное. В этом случае необходимо поменять полярность включения миллиамперметра на противоположное (от «-» к «+») и его показания считать отрицательными.
3.2. Измерить ЭДС источников
и 
. Результаты измерений записать в табл. 2.1. В эту же таблицу записать также величины сопротивлений элементов цепи (указаны на щитке лабораторного стола).Таблица 2.1
ЭДС источников напряжения и сопротивления элементов цепи
| E1, B | E2, B | r1, Ом | r2, Ом | r3, Ом | r4, Ом | r5, Ом | r6, Ом |
3.3. Исследовать цепь с применением принципа наложения.
3.3.1. Исследовать распределение токов в ветвях цепи при действии только ЭДС
. Для этой цели переключатели П1 и П2 нужно установить в такое положение, чтобы ЭДС была включена, а ЭДС 
- отключена, при этом вся остальная часть цепи должна остаться без изменений.Результаты измерений внести в табл. 2.2.
3.3.2. Исследовать распределение токов в ветвях цепи при действии только ЭДС
, для чего переключатели П1 и П2 установить в соответствующие положения.Результаты измерений также внести в табл. 2.2.
3.3.3. По принципу наложения выполнить алгебраическое суммирование составляющих токов в ветвях и результаты внести в табл. 2.2.
3.3.4. Исследовать распределение токов в ветвях при действии обоих источников ЭДС
и .Результаты измерений внести в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Результаты исследования принципа наложения
| Токи при воздействии только ЭДС |  |  |  |
| Токи при воздействии только ЭДС |  |  |  |
| Токи, полученные путем суммирования составляющих токов |  |  |  |
Измеренные токи при включенных ЭДС и  |  | | |
3.3.5. Сравнить токи ветвей, полученные в п. 3.3.3 и 3.3.4.
3.4. Исследовать цепь с применением метода эквивалентного генератора.
3.4.1. Определить величину напряжения холостого хода эквивалентного генератора расчетным путем, использовав для этой цели выражение для
, полученное в п. 2.2. Результаты расчета внести в табл. 2.3.3.4.2. При включенных источниках ЭДС
и измерить напряжение холостого хода 
на зажимах разомкнутой ветви с сопротивлением 
. Сравнить измеренное значение с рассчитанным в предыдущем пункте. Результаты измерений внести в табл. 2.3.3.4.3. Аналитически определить величину входного сопротивления эквивалентного генератора, использовав для этой цели выражение для
, полученное в п. 2.2. Результаты расчета внести в табл. 2.3.3.4.4. Проверить величину
экспериментальным путем. С этой целью при включенных источниках ЭДС , и замкнутом накоротко сопротивлении 
измерить ток короткого замыкания 
, после чего определить экспериментальное значение 
.Результаты измерений внести в табл. 2.3.
3.4.5. По теореме об эквивалентном генераторе вычислить ток в ветви с сопротивлением
и сравнить его с величиной этого тока, полученной в п. 3.3.4 по методу наложения (при определении тока 
использовать измеренное напряжение и экспериментально полученное сопротивление ). Результаты исследований также записать в табл. 2.3.