Рабочая тетрадь по электротехнике и электронике

Лабораторная работа № 1

Исследование зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов

Цель:

Определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

Краткие сведения из теории:

Отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

R = = const.

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

1 Ом =

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

R = ρ .

Постоянный для данного вещества параметр ρ называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Ом · мм2/м.

Порядок выполнения работы:

1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке 1.

Рисунок 1

1

2. Выберите материал проводника согласно заданию преподавателя, установите значения длины и площади поперечного сечения.

Например: никель, L = 100м, S = 0,1 мм2.

Материал:

длина L =

площадь поперечного сечения S =

3. Определите экспериментально с помощью мультиметра напряжение на проводнике.

Для этого необходимо подключить параллельно проводнику мультиметр в режиме постоянного напряжения, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра в таблицу 1.

Таблица 1

4. Определите экспериментально с помощью мультиметра силу тока в цепи.

Для этого необходимо включить мультиметр в режиме измерения постоянного тока последовательно в цепь, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра в таблицу 1.

5. Рассчитайте сопротивление проводника по формуле:

R = = const.

6. Определите удельное сопротивление материала, выведя его из формулы:

R = ρ

где R – активное сопротивление реального проводника,

L — длина реального проводника,

S – площадь поперечного сечения реального проводника.

Результаты расчётов запишите в таблицу 1.

7. Проделайте пункты 3 – 6 изменяя длину, но, не изменяя площадь поперечного сечения и материал проводника.

Результаты измерений запишите в таблицу 1.

2

sн

Р2

8. По выполненной работе сделайте выводы и ответьте на вопросы.

Выводы:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Как будет изменяться ток в обмотке ротора по мере раскручивания ротора?________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Чем отличается двигатель с фазным ротором от двигателя с короткозамкнутым ротором? Почему? Отчет поясните.__________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Почему магнитопровод двигателя набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных лаком друг от друга?________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Может ли ротор асинхронного двигателя раскрутиться до частоты вращения магнитного поля?________________________________________________________
________________________________________________________________________

5. Как изменится ток в обмотке ротора при увеличении механической нагрузки на валу двигателя? Ответ поясните.__________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Каким образом осуществляют ступенчатое регулирование частоты вращения асинхронного двигателя? _________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

42

8. Найдите среднее значение удельного сопротивления и сравните его с табличным значением.

Удельное электрическое сопротивление среднее ρср =

Удельное электрическое сопротивление табличное ρтабл =

______________________________________________________________________________________________________________________________

9. Измерьте сопротивление проводника непосредственно с помощью омметра. Для этого необходимо подключить параллельно проводнику мультиметр в режиме сопротивления, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра в таблицу 1.

Сравните полученные результаты:

______________________________________________________________________________________________________________________________

10. Сформулируйте выводы о проделанной работе и ответьте на контрольные вопросы.

Выводы:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Что называют удельным сопротивлением проводника?_____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?_____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

________________________________________________________________________________________________________________________________

4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

___________________________________________________________

5. Выведите зависимость удельного сопротивления проводника от удельной проводимости.

________________________________________________________________________________________________________________________________

3

6. От чего зависит электрическое сопротивление?____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________

7. Какие устройства называются резисторами и реостатами?_________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________