Работа № 4 Исследование активного двухполюсника При выполнении работы необходимо ознакомится с аналитическими и экспериментальным определениями параметров активного двухполюсника и расчетом тока нагрузки, а также экспериментальным путем проверить принцип взаимности для развелетленной цепи постоянного тока. Задание А. Предварительная подготовка 1. В протоколе начертить необходимые рабочие схемы для выполнения п.п. 3, 6 и 7 задания. 2. Вывести формулы для расчета напряжения холостого хода и входного сопротивления исследуемого активного двухполюсника, считая известными все сопротивления и значения э.д.с. источника (внутренним сопротивлением источника э.д.с. пренебречь). Б. Экспериментальная и расчетная часть 3. Из четырех реостатов собрать мостовую схему. В одну диагональ схемы включить источник э.д.с., а в другую – переменное сопротивление нагрузки r. В схеме следует установить ключ для создания режима холостого хода, а также вольтметр и амперметр для измерения напряжения и тока нагрузки. 4. Экспериментально определить напряжение холостого хода и ток короткого замыкания исследуемого активного двухполюсника, рассчитать его входное сопротивление с помощью полученных величин. 5. Снять опытным путем и начертить зависимость тока нагрузки от сопротивления нагрузки I = I(r) (сопротивление менять от 0 до ∞). 6. Опытным путем убедится в правильности принципа взаимности исследуемой схемы при одном определенном значении тока нагрузки. 7. С помощью вольтметра и амперметра экспериментально определить значение входного сопротивления двухполюсника. 8. Измерить все сопротивления, входящие в схему двухполюсника и величину э.д.с. По выведенным в п. 2 формулам рассчитать параметры активного двухполюсника. С помощью теоремы активного двухполюсника рассчитать зависимость тока нагрузки от сопротивления нагрузки I = I(r). 9. Сравнить полученные различными способами значения параметров двухполюсника. На одном графике построить и сравнить зависимости I = I(r), полученные в п.п. 5 и 8. При подготовке к работе необходимо научится рассчитывать напряжение холостого хода и входное сопротивление активного двухполюсника, если известны схема и величины всех сопротивлений двухполюсника, а также величины источников э.д.с. и источников тока. При составлении рабочей схемы, в противоположных плечах моста следует включить сопротивления приблизительно одного порядка. Для выполнения п. 7 задания активный двухполюсник надо преобразовать в пассивный, принимая внутреннее сопротивление источника э.д.с. равным нулю. С. Контрольные вопросы 1. Определить, как в рабочей схеме подключаются зажимы “+” и “ – “ измерительных приборов (сначала указать, какие сопротивления включены в плечи моста). 2. Как изменится входное сопротивление двухполюсника, если какое-либо плечо моста окажется прерванным (например, r1 = ∞)? Как в этом случае изменяется напряжение холостого хода и ток короткого замыкания двухполюсника? 3. Как изменятся параметры активного двухполюсника, если одно из плечей моста будет закорочено (например,r1 = 0)? 4. При данных E, r1, r2, r3 и r4 рассчитать приближенно значение Iк.з., чтобы выбрать наиболее подходящий диапазон шунта амперметра. 5. Написать выражение для входного сопротивления двухполюсника, если на место идеального источника напряжения в схему включен идеальный источник тока J. Написать выражение для напряжения холостого хода в данном случае. 6 .Как изменится входное сопротивление двухполюсника, если сопротивления r1 и r2 (r1 и r3) поменять местами? Как такой обмен повлияет на напряжение холостого хода двухполюсника? 7. Написать выражение для расчета параметров конкретного активного двухполюсника. Например: E1 r2 E2 r2 r3 E r1 а) J r1 r1 б) Рабочая схема r2 r3 в)