НОФ 2015, IV кръг, експериментална задача — Задача 1. Кпд на електрическа схема

Експериментална задача: Кпд на електрическа схема (15 т.) · 15 т.

Условие

Разполагате с: източник на постоянно напрежение (токоизправител), 3 мултицета, 1 декада R$_\mathrm{x}$ (регулируемо еталонно съпротивление), 2 последователно свързани резистора R$_1$ и R$_2$, 8 свързващи проводника, милиметрова хартия.

Нека дефинираме коефициента на полезно действие (кпд) $\eta$ на схемата, дадена по-долу, като отношението на отделената мощност в частта на веригата, вдясно от волтметъра (резистора R$_\mathrm{x}$ и амперметъра Ix), към мощността, отделена в цялата верига.
Целта на задачата е да се измери зависимостта на $\eta$ от „товара“ R$_\mathrm{x}$ (по-точно от изчисленото $R_x = \dfrac{U_x}{I_x}$) и да се намери с точност 5 Ω оптималната стойност R$_\mathrm{x\ opt}$, за която $\eta$ е максимална, както и $\eta$ за тази стойност.

Трябва да направите следните задачи.

Зад. 1 Измерете стойностите на R$_1$ и R$_2$ с мултицет в режим на омметър и ги запишете над дадената таблица. Включете източника на напрежение в режим на постоянно напрежение. Нагласете напрежението да е E = 2,00 V. Оставете източника включен и повече не променяйте напрежението. [1 т.] [1 т.]

Зад. 2 Сглобете дадената на фигурата електрическа схема. Преди да я свържете към източника на напрежение, извикайте М. А. да я провери. [3 т.] [3 т.]

Зад. 3 Ако предположим, че търсената зависимост $\eta(R_x)$ има само един максимум, подберете подходящи стойности на $R_x$ в интервала (0,1R$_2$, 10R$_2$), направете нужните измервания и табулирайте тази зависимост в искания интервал от стойности. Таблицата да съдържа както номиналната стойност на декадата, така и изчислената стойност на $R_x$.[5 т.] [5 т.]

Зад. 4 Начертайте графиката на $\eta(R_x)$. [2 т.] [2 т.]

Зад. 5 Ако експерименталните данни не са ви достатъчни, направете допълнителни измервания. Ако мащабът на графиката не е подходящ, направете допълнителна графика само на „интересната област“. Запишете намерените стойности за R$_\mathrm{x\ opt}$ и $\eta\left(R_{x\,\mathrm{opt}}\right)$. [4.0 т.] [4 т.]

При проблеми от техническо естество звънете на 0886 154904 (М. Абрашев)

Решение

---

Оригинал в Архива: exp1_zad.pdf