Эксперимент 1. Исследование резистивного делителя напряжения

1. Соберите схему делителя напряжения, представленную на рис. 2.1. при R1 = R2 = 10 кОм. Подайте на него напряжение UВХ (варианты напряжений приведены в табл.2.1). Включите схему. Измерьте с помощью вольтметра выходное напряжение схемы без нагрузки (холостой ход х.х.).

 

Таблица 2.1 ‑ Величина напряжения источника питания

Вариант
UВХ, B

 

2.Добавьте нагрузку 10 кОм и проведите измерения выходного напряжения. Запишите показания в раздел «Результаты экспериментов».

3. Замкните нагрузку накоротко (RН=0) и измерьте ток в схеме (IКЗ). По этому значению и по значению напряжения на выходе ненагруженной схемы (на холостом ходу) рассчитайте эквивалентную схему делителя (рис.2.4).

Вспомните теорему об эквивалентном преобразовании схем, которая утверждает, что всякую схему, состоящую из источников напряжения и имеющую 2 вывода, можно представить в виде эквивалентной схемы, состоящей из одного резистора , последовательно подключённого к одному источнику напряжения . Как же определить эквивалентные параметры и для заданной схемы?

 

Рисунок 2.4 – Эквивалентная схема делителя напряжения

 

‑ это напряжение между выводами эквивалентной схемы в её разомкнутом (ненагруженном) состоянии; поэтому, так как обе схемы работают одинаково, это напряжение совпадает с напряжением между выводами данной схемы в её разомкнутом состоянии (его можно определить путём вычислений, если схема известна, или измерить). После этого можно определить RЭКВ, если учесть, что ток в эквивалентной схеме, при условии, что она замкнута, равен . Иными словами

,

где ‑ напряжение холостого хода.

,

где ‑ ток короткого замыкания.

Применяя данный метод к делителю напряжения, имеем:

1. Напряжение при разомкнутой цепи:

.

2. Ток замкнутой накоротко цепи:

.

Тогда эквивалентная схема представляет собой источник напряжения

,

к которому последовательно подключён резистор с сопротивлением

.

Соберите полученную эквивалентную схему, используя стабилизированный источник питания с изменяемым напряжением. Проверьте соответствие расчётных значений выходного напряжения на холостом ходу и тока в режиме короткого замыкания. Запишите показания в раздел «Результаты экспериментов».

Добавьте нагрузку 10 кОм, как и для исходного делителя и убедитесь, что схема ведёт себя точно так же.