ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

Цель: экспериментально вычислить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

Оборудование: источник электрической энергии, амперметр, вольтметр, реостат (6 – 8 Ом), ключ, соединительные провода.

Краткие теоретические сведения

Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника тока ε, из закона Ома:

(1)

где I – сила тока, U – напряжение.

В СИ ε выражается в вольтах (В).

Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника тока можно определить экспериментально.

Порядок выполнения работы

1.Определить цену деления шкалы измерительных приборов.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 1

3.После проверки цепи преподавателем замкнуть ключ и, пользуясь реостатом, установить силу тока, соответствующую нескольким делениям шкалы амперметра снять показания вольтметра и амперметра.

4.Опыт повторить 2 раза, изменяя силу тока цепи при помощи реостата.

5.Полученные данные записать в таблицу 1.

Рисунок 4.10 – Экспериментальная схема

№	Напряжение на внешней части цепи U, В	Сила тока в цепи I, А	Внутреннее сопротивление r, Ом	Среднее значение внутреннего сопротивления r_ср, Ом	ЭДС e, В	Среднее ЭДС e_c_р, В

Таблица 1 – Экспериментальные данные

Обработка результатов измерения

1. Результаты измерений подставить в уравнение 1 и, решая системы уравнений:

(2)

определить внутреннее сопротивление источника по формулам:

(3)

2.Далее по формулам (2) определить электродвижущую силу источника, поочередно подставляя три значения r.

3.Записать данные в таблицу 1.

4.Посчитать абсолютную и относительную погрешности методом среднего арифметического (Приложение А).

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Какова физическая суть электрического сопротивления?

2. Какова роль источника тока в электрической цепи?

3. Каков физический смысл ЭДС? Дать определение вольту.

4. От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?

5. Пользуясь результатами произведенных измерений, определить сопротивление внешней цепи.

Отчет по лабораторной работе №__________

студента группы__________________

ФИО_______________________________________________________________

ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ

Цель: освоить метод измерения мощности, потребляемой электроприбором, основанный на измерении силы тока и напряжения; исследовать зависимость мощности, потребляемой лампочкой от напряжения на её зажимах; исследовать зависимость сопротивления проводника от температуры.

Оборудование: электрическая лампа, источник постоянного напряжения и переменного, реостат ползунковый, амперметр; вольтметр, ключ, соединительные провода, миллиметровая бумага.

Краткие теоретические сведения

Величина, равная отношению работы тока А ко времени t, за которое она совершается, называется мощностью P:

Следовательно, (1)

Порядок выполнения работы

Эксперимент №1

1.Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 1, для нулевого опыта соблюдая полярность приборов

Рисунок 1 – Схема подключения

2.Определить цену деления шкалы измерительных приборов

_____________________________________________________________________________

3.После проверки схемы преподавателем, снять показания напряжения U и силы тока I.

4.Данные приборов записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Экспериментальные данные №1

Напряжение на зажимах лампы U, B	Cила тока в лампе I, А	Мощность, потребляемая лампой Р, Вт	Сопротивление нити накала лампы при комнатной температуре R_t, Ом	Сопротивление нити накала лампы для нулевого опыта R₀, Ом

Эксперимент №2.

1.Собрать схему по рис.2, где лампочка через реостат подключается к переменному току.

Рисунок 4.12 – Схема подключения

2.После проверки схемы преподавателем, снять показания амперметра и вольтметра, изменяя положение ползунка на реостате 10 – 11 раз.

3.Данные приборов записать в таблицу 2.

Таблица 2 – Экспериментальные данные №2

№	Напряжения на зажимах лампы U_max, B	Cила тока в лампе I_max, А	Мощность, потребляемая лампой Р, Вт	Сопротивление нити накала лампы R, Ом	Температура накала Т, ^оК




…

Обработка результатов измерения

Эксперимент №1

1.Рассчитать значение сопротивления нити накала при комнатной температуре:

(4)

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Найти сопротивление R₀, для нулевого опыта:

(5)

где Δ Т⁰К – изменение абсолютной температуры (в данном случае равна комнатной температуре по шкале Цельсия); α [K^-1] – коэффициент температурного сопротивления для вольфрама (Приложение Б).

3.Полученные данные занести в таблицу 1.

Эксперимент №2

1.Для каждого опыта определить мощность Р, потребляемую лампой по формуле:

Р= U_max ·I_max (6)

2.Рассчитать сопротивление нити накала лампы:

(7)

3.Найти температуру нити накала лампы для каждого опыта по формуле:

(8)

4.Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.

5.На миллиметровой бумаге построите графики: а) зависимость мощности Р, потребляемой лампой, от напряжения U, на ее зажимах; б) зависимость сопротивления R от температуры Т.

6.Сделайте вывод по результатам двум экспериментов.

Контрольные вопросы

1. Каков физический смысл напряжения на участке электрической цепи?

2. Как определить мощность тока с помощью амперметра и вольтметра?

3. Для каких целей используют ваттметр. Как он включается в цепи?

4. Как изменится сопротивление металлического проводника с увеличением температуры?

5. Чем спираль 100 Вт лампы накаливания отличается от спирали лампы 25 – ваттной?

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒