بررسی قوانین اهم و كیرشهف

الف) قانون اهم مقدمه الف) بررسی قانون اهم بستگی ولتاژ سیم به مقاومت مدار و جریان ورودی از آن VIR كه در آن V اختلاف پتانسیل سیم (ولت)، I و جریان عبوری (آمپر)، R مقاومت سیم (اهم) مداری مطابق شكل ببندید

بسمه تعالی

آزمایش اول- بررسی قوانیم اهم و كیرشهف

وسایل مورد نیاز: مقاومت های 100، 2k، 1k،200، 300 ،20k و مولتی متر

الف) قانون اهم:

مقدمه:

الف) بررسی قانون اهم: بستگی ولتاژ سیم به مقاومت مدار و جریان ورودی از آن V=IR كه در آن

V: اختلاف پتانسیل سیم (ولت)، I و جریان عبوری (آمپر)، R: مقاومت سیم (اهم)

مداری مطابق شكل ببندید.

با تغییر مقدار I_S ، ولتاژ دوسر مقاومت را اندازه گرفته، منحنی این مقاومت را رسم نمائید.

ب) قانون جریان:

مداری مطابق شكل ببندید.

مقادیر I₄ I₃ I₂ I₁ را اندازه گرفته،

درستی قانون جریان را تحقیق نمائید.

1. چه رابطه ای بین هر یك از جریانهای جزئی I₃ I₂ I₁ و جریان I وجود دارد؟

2. چه مقاومتی جایگزین مقاومتهای R₃ R₂ R₁ كنیم تا جریان I بدون تغییر باقی بماند؟

3. چه نسبتی بین جریانهای I₁ و I₃وجود دارد؟

ج) قانون ولتاژ:

مداری مطابق شكل ببندید.

ولتاژ دو سر هر مقاومت را جداگانه اندازه گرفته،

ولتاژ هر منبع را به دست آورید.

4. قانون ولتاژ را بیان كنید.

5. چه رابطه ای بین هر یك از مقادیر V_R3 V_R2 V_R1وV_AB وجود دارد؟

6. چه نسبتی بین مقادیر V_R2 V_R1 وجود دارد؟

7. در مدار شكل مقابل چه تغییری پیشنهاد می‌كنید تا هر لامپ درست جریانی را كه لازم دارد بكشد ؟

8. در شكل زیر جهت و مقدار جریانی را كه از مقاومت می‌گذرد مشخص كنید. .

د) مقسم ولتاژ:

مداری مطابق شكل ببندید.

-A وقرار داده، ولتاژ دو سر R_L

را به ازاء دو مقدار واندازه بگیرید.

-B وانتخاب و مجدداً ولتاژ دو سر R_L را به ازاء همان مقادیر واندازه بگیرید.

9. تغییرات V_L در كدام حالت بیشتر است؟ چرا؟

1. با فرض ثابت بودن R_L و R₂=2R₁ رابطه كلی بین تغییرات V_L و جریان منبع در حالت بی باری را بدست آورید. آیا با افزایش جریان بی باری تغییرات V_L بیشتر خواهد شد یا كمتر؟

1. در مدار شكل مقابل R₂ R₁ را به گونه‌ای انتخاب كنید كه ولتاژ دوسر R₂ در حالت بی باری برابر 6^V و وقتی مصرف كننده وصل می‌شود بیش از 10% افت ننماید .

1. اگر مقاومت داخلی ولتمتر باشد، در هر یك از مدارات شكل زیر ولتمتر چه عددی را نشان می‌دهد؟ چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟ ( از رِنج 1 ولتمتر استفاده می‌شود)

بسمه تعالی

آزمایش دوم

تعیین مقاومت داخلی، قضایای تونن و لوزتن:

وسایل مورد نیاز: پتانسیومتر، مولتی متر، مقاومت های: 300 ، 1k ، 430

مقدمه:

اگر مدار را به صورت یك منبع ولتاژ واقعی معادل سازی كنیم مدار را معادل ؟؟؟ گویند و اگر مدار را به صورت منبع جریان واقعی معادل سازی كنیم آن را معادل ؟؟؟ گویند.

-A مداری مطابق شكل بسته با تغییر پتانسیومتر جریان مدار را تنظیم و ولتاژ متناظر با آن را در جدول یادداشت كنید.

1. منحنی تغییرات V_L را برحسب I رسم كنید. به ازاء چه مقدار R ولتاژ به نصف مقدار حالت مدار باز كاهش می‌یابد؟ چرا؟

-B جریان اتصال كوتاه مدار() چقدر است؟

-C مقاومت داخلی منبع را از رابطه بدست آورید.

-D آزمایش را با منبع ایده‌آل تكرار كنید (مطابق شكل زیر)

2. منحنی تغییرات V_L را برحسب I رسم كنید . آیا اختلافی بین مقادیر اندازه گرفته شده برای V_L در این مرحله با مقادیر حاصل در (A) مشاهده می كنید؟

-E در این مرحله آزمایش را با منبع جریان ایده‌آل تكرار كنید. مدار را مطابق شكل زیر بسته پس از تكمیل جدول منحنی V-I را رسم كنید.

3. آزمایشهای مراحل (E) (D) (A) بیانهای ظاهراً متفاوت یك واقعیت است آنرا در یك جمله بیان كنید.

-F مداری مطابق شكل ببندید. V_AB را در حالت مدار باز مساوی 6^V تنظیم كنید. سپس جدول زیر را تكمیل و منحنی V-I را رسم كنید.

4. قضایای تونن و لوزتن را بیان كنید.

-G_{1 2} مقاومت معادل مدار فوق را از رابطه بدست آورید. سپس مدار را غیرفعال نموده، به روش زیر مقاومت معادل را بدست آورده با هم مقایسه كنید.

آزمایش سوم:

الف) قضیه انتقال حداكثر توان:

وسایل مورد نیاز: مقاومت های 300 ، 200 ، 180 ، 20 ، 10، مولتی متر

مداری مطابق شكل ببندید، V_AB(O.C.)=6^V تنظیم كنید و جدول زیر را تكمیل نمائید.

مقدمه:

جریان عناصر هوازی از مجموع آثار تك تك منابع در مدار حاصل می شود جمع آثار در مورد ولتاژ 2 سر هر عضو نیز صادق است ولی در مورد كمیتهایی كه با مجذور جریان و ولتاژ متناسب هستند صدق نمی كند.

5. منحنی P_L-R_L را رسم كنید.

6. به ازاء چه مقدار R_L، P_L حداكثر مقدار را دارد؟ در این حالت V_L چقدر است؟

7. در هر یك از مدارهای زیر Z_l را چه مقدار انتخاب كنیم تا حداكثر توان به بار برسد؟

ب) قضیه جمع اثرها:

-A₁ مداری مطابق شكل ببندید، ولتاژ دوسر منبع V₁ را برابر 10^V تنظیم و سپس جریان I را اندازه بگیرید. I=..?..MA

-A₂ منبع V₁ را از مدار خارج و جریان I را در

این حالت اندازه بگیرید. I₂=..?..MA

-A3 منبع V₁ را در مدار قرار داده، V₂ را از مدار خارج كنید.

جریان اندازه گیری شده در این حالت را I₁ بنامید. I₁=..?..MA

8. آیا تساوی I=I₁+I₂ برقرار است؟

9. آیا در مورد هر مداری قضیه جمع اثرها صادق است؟

10. در مدار شكل زیر، با استفاده از قضیه جمع اثرها، جریانی را كه از مقاومت بار می گذرد حساب كنید.

ج) قضیه تقابل «هم پاسخی» :

-A مداری مطابق شكل زیر ببندید و جریانی را كه آمپرمتر نشان می‌دهد یادداشت كنید.

-B حال جای منبع و آمپرمتر را در مدار عوض كنید. آیا در جریانی كه آمپرمتر نشان می دهد تغییری مشاهده می‌كنید؟

11. نتیجه را بیان كنید. آیا این نتیجه در همه موارد صادق است؟

آزمایش چهارم:

الف) خازن در مدار A.C

وسایل مورد نیاز: – خازن های 36nF و 18nF

-A مداری مطابق شكل زیر ببندید. با اندازه گیری I_C V_C جدول زیر را تكمیل كنید.

1. مقاومت 50Ω به چه منظور بكار رفته است؟

2. اثر تغییر فركانس، تغییر ولتاژ و تغییر ظرفیت خازن را بررسی كنید.

-B مداری مطابق شكل زیر ببندید. ولتاژ دو سر منبع را در فركانس 4.4^KHZ برابر 140^MV تنظیم كنید. در این حالت ولتاژ دو سر خازن و دو سر مقاومت را جداگانه اندازه بگیرید.

V_R = …?….MV V_C = …?… MV

3. چه رابطه ای بین V_R و V_C و ولتاژ دو سر منبع وجود دارد؟

-C فركانس منبع را به 2.2 KHZ كاهش دهید و مجدداً V_R و V_C را اندازه بگیرید.

V_R = …?….MV V_C = …?… MV