(TIỂU LUẬN) bài 2 MẠCH điện một CHIỀU (DC)

qĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN: GIẢI TÍCH MẠCH GVHD: Nguyễn Thanh Phương LỚP AN01 NHÓM: 04 TPHCM, 02/10/2022 NHÓM: 04 LỚP: AN01 Danh sách thành viên: MSSV 2112730 2112870 2110816 Lê Quốc Bình Bài 2: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) A) MỤC ĐÍCH Bài thí nghiệm giúp sinh viên thực mạch điện mạch chia áp , mạch chia dòng, kiểm chứng định luật Kirchhoff khảo sát mạch tương đương TheveninNorton mạch điện DC Ngoài , thí nghiệm cịn giúp sinh viên so sánh kết tính tốn lý thuyết kết thí nghiệm mạch điện DC nguồn nhiều nguồn B) ĐẶC ĐIỂM Mạch điện DC tồn phần tử nguồn điện trở Nền tảng phân tích mạch điện Dc luật Ohm định luật Kirchhoff Ngoài , để tăng hiệu q trình tính tốn mạch DC , người ta dựa phép biến đổi tương đương ( chia áp , chia dòng , biến đổi nguồn,…), phân tích dùng ma trận ( nút , dòng mắt lưới ,…) hay dùng định lý đặc trưng cho mạch tuyến tính ( nguyên lý tỉ lệ , nguyên lý xếp chồng , sơ đồ tương đương Thevenin-Norton…) C) PHẦN THÍ NGHIỆM 1) Mạch chia áp a) Thực mạch chia áp tính áp trở Yêu cầu : Lắp mạch chia áp hình 1.2.1.1 Điều chỉnh nguồn DC để giá trị điện áp u bảng số liệu Dùng DC volt kế đo u1 , u2 , u3 tính tốn giá trị theo lý thuyết Tính tốn sai số đo Tính theo lý thuyết: *Đối với u(V)= 5(V) u= u2= u3= *Đối với u(V)=12(V) u.R u1= u =u R u3= Tính sai số: %sai số = *Đốí với u(V)= 5(V) | giátrịđúng−giátrị đo 100 % giátrịđo | %u1 %u2 %u3 % u *Đối với u(V)= 12(V) %u ¿ | | %u3 ¿ Bảng số liệu: U(v) Tính 0,88 12 2,11 b) Kiểm chứng luật kirchoff điện áp: ∑u=u + u +u Theo Kirchoff Voltage Law, ta có u = Tính ∑utừ số liệu đo sai số *Khi u(V) =5(V): ∑u=u1+ u2 +u3 = 0,867 + 1,868 + 2,225 = 4,96 |u− ∑u| %u= 100 u %=¿0,008% Sai số: *Khi u(V)=12(V): ∑u=u1+ u2 +u3=2,0867 + 4,499 + 5,359 = 11,9357 %u= |u−u∑u|.100 %=¿0,0053583% Bảng số liệu: U(V) c) Thiết kế mạch chia áp DC Thiết kế mạch DC gồm điện trở R1 R2 nối yêu cầu ban đầu: R2 có áp vào 5(V) , áp 2(V) Dịng mạch phải bé 10mA Mạch thiết kế sau : Chọn R1 = 4,7kΩ , R2 = 3,245kΩ => Kết đo áp u2 = 2,002(V) , dòng mạch 0,629(mA) < 10(mA) 2) Mạch chia dịng: a) THực mạch chia dịng cà tính dịng qua trở: Yêu cầu : Thực mạch chia dịng hình Thay đổi giá trị u nguồn bảng số liệu Dùng Ampe kế đo giá trị I1 , I2 , I3 tính tốn I2 , I3 theo lý thuyết Tính tốn sai số đo I = 1,043(mA) (khi u=5V) I = 2,530(mA) (khi u=12V) Tính theo lý thuyết: *Khi u(V) = 5(V): I = I2=¿ 2,2 k + I3=¿ *Khi u(V)=12(V) I 2,2 k + = I2=¿ I3=¿ Tính sai số *Đối với u(V)=5(V): |0,5720,572−0,575|.100 %= 0,005244% 0,48 −0,483 I =| |.100 %= 0,00625% 0,48 % I 2= % *Đối với u(V)=12(V) |1,3721,372−1,385|.100 %=0,0094752% 1,151 −1,163 I =| |.100 %=0,0104257% 1,151 % I 2= % *Bảng số liệu: U(V) I(mA) 12 1,052 2,530 b) Kiểm chứng luật Kirchoff dòng điện: Theo Kirchoff Current Law, ta có: I1=∑ I k=I 2+ I3 Tính ∑ I k từ số liệu đo sai số *Khi u(V)=5(V): ∑ I k=I 2+ I3= 0,572+0,483=1,055 |I %∑ I k= − ∑I I k | 100 %= |1,0521,052−1,055|.100 %=0,002851% *Khi u(V)=12(V): ): ∑ I k=I 2+ I3= 1,385+1,163=2,548 %∑ I k= | *Bảng số liệu: U(V) c) Thiết kế mạch chia dòng DC Thiết kế mạch DC gồm điện trở R1 R2 mắc song song theo yêu cầu ban đầu : Dòng tổng 10 mA R1 4,7kΩ I1=4 mA Vẽ mạch thiết kế : Trị số R2 = 3,17kΩ, đo lại dịng qua R1 = 4mA 3) Giải tích mạch DC nhiều nguồn dung nút mắt lưới + E1 :Nguồn DC 5V + E2 : Nguồn DC 12V Dùng volt kế DMM đo lại E , E2 Dùng pp nút dịng mắt lưới tính U trở Dùng volt kế DMM đo lại U *Tính theo lý thuyết: Chọn U D = => Sử dụng pt điện nút : UA 2,2 k U B=5 (V ) ,U C=12(V )¿ => U A= 3,79(V) => U 1=5−3,79=1,21 (V ) ;U2=3,79 (V ) ;U 3=3,79−12=−8,21 (V );U 4=5−12=−7 (V ) *Bảng số liệu: Điện áp E1 E U1 U2 U3 U 4) Cầu đo Wheatstone chiều đo điện trở Là cầu đo điện trở dựa nguyên lý cân , dùng đo điện trở giá trị từ 1Ω trở lên cách thực mạch thí nghiệm hình Dùng DMM cho chức DC volt kế (DCV) có giá trị thị gần zero cầu cân Cầu đo dùng để đo giá trị điện trở R2 chỉnh VR từ giá trị 1kΩ , lần tăng 100Ω Ghi lại giá trị VR giá trị thị DCV theo bảng Giá trị VR Chỉ số DCV 5) Kiểm chứng nguyên lý tỉ lệ mạch DC Với mạch thí nghiệm hình, nguyên lý tỉ lệ hiểu điện áp U2 mạch tỉ lệ với nguồn tác động lên mạch E¿ theo : U2 = K.E¿ Nguồn E¿ lấy từ nguồn DC điều chỉnh hộp TN Thay đổi giá trị E¿ đo U2 E ¿ U2 6) Kiểm chứng nguyên lý xếp chồng mạch DC Để kiểm chứng giá trị đo U1 mạch hình dựa nguyên lý xếp chồng, ta làm sau : = 5V cách thực thí nghiệm hình + Chỉ cho tác động lên mạch nguồn E1 đo u11 + Chỉ cho tác động lên mạch nguồn = 12V cách thực thí nghiệm E2 hình đo u12 + Tính u1 theo nguyên lý xếp chỗ *Tính theo nguyên lý xếp chồng: U 1=u11+u12=¿ 3,713-2,508=1,205(V) Đ 7) Sơ đồ Thevenin-Norton nguyên lý truyền công suất cực đại *Khảo sát mạch hình U hm Gia trị đo *Tính theo lý tuyết: U −5 nutgiua 4,7 k  Unutgiua=8,194(V)= Uhm  I hm=3,207(mA)  Rthevenin=Uhm / Ihm=2,555kΩ VR(k Ω¿ I VR P RVR max=¿ PVR max=¿ VR .. .21 10816 Lê Quốc Bình Bài 2: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) A) MỤC ĐÍCH Bài thí nghiệm giúp sinh viên thực mạch điện mạch chia áp , mạch chia dòng, kiểm chứng định luật Kirchhoff khảo sát mạch. .. vào 5(V) , áp 2( V) Dòng mạch phải bé 10mA Mạch thiết kế sau : Chọn R1 = 4,7kΩ , R2 = 3 ,24 5kΩ => Kết đo áp u2 = 2, 0 02( V) , dòng mạch 0, 629 (mA) < 10(mA) 2) Mạch chia dòng: a) THực mạch chia dòng... 2, 530(mA) (khi u=12V) Tính theo lý thuyết: *Khi u(V) = 5(V): I = I2=¿ 2, 2 k + I3=¿ *Khi u(V)= 12( V) I 2, 2 k + = I2=¿ I3=¿ Tính sai số *Đối với u(V)=5(V): |0,5 720 ,5 72? ??0,575|.100 %= 0,00 524 4% 0,48 −0,483