Визначення внутрішнього опору та ЕРС джерела. Лабораторна робота «Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму» (11 клас)
Лабораторна робота
«Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму»
дисципліна Фізика
Викладач Виноградов А.Б.
2014 р
Мета роботи: сформувати вміння визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму за допомогою амперметра і вольтметра.
устаткування: випрямляч ВУ-4М, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, елементи планшета №1: ключ, резисторR 1 .
теоретичне зміст роботи.
Внутрішній опір джерела струму.
При проходженні струму по замкненого кола, Електрично заряджені частки переміщаються не тільки всередині провідників, що з'єднують полюси джерела струму, але і всередині самого джерела струму. Тому в замкнутому електричному ланцюзі розрізняють зовнішній і внутрішній ділянки ланцюга. Зовнішній ділянку ланцюгаскладає вся та сукупність провідників, яка приєднується до полюсів джерела струму. Внутрішня ділянка ланцюга- це саме джерело струму. Джерело струму, як і будь-який інший провідник, має опір. Таким чином, в електричному ланцюзі, що складається з джерела струму і провідників з електричним опором R , електричний струм здійснює роботу не тільки на зовнішньому, але і на внутрішньому ділянці ланцюга. Наприклад, при підключенні лампи розжарювання до гальванічної батареї кишенькового ліхтаря електричним струмом нагріваються не тільки спіраль лампи і підводять дроти, а й сама батарея. Електричний опір джерела струму називається внутрішнім опором.В електромагнітному генераторі внутрішнім опором є електричний опір проводу обмотки генератора. На внутрішньому ділянці електричного кола виділяється кількість теплоти, що дорівнює
де r - внутрішній опір джерела струму.
Загальна кількість теплоти, що виділяється при протіканні постійного струму в замкнутому ланцюзі, зовнішній і внутрішній ділянки якої мають опору, відповідно рівні R і r , так само
. (2)
Будь-яку замкнену ланцюг можна представити як два послідовно з'єднаних резистора з еквівалентними опорами R
і r . Тому опір повного кола дорівнює сумі зовнішнього і внутрішнього опорів: 
. оскільки при послідовному з'єднанні сила струму на всіх ділянках ланцюга однакова, то через зовнішній і внутрішній ділянку ланцюга проходить однаковий за величиною струм. Тоді за законом Ома для ділянки кола падіння напруги на її зовнішньому і внутрішньому ділянках будуть відповідно рівні:
і 
(3)
Електрорушійна сила.
Повна робота сил електростатичного поля при русі зарядів по замкнутому ланцюзі постійного струму дорівнює нулю. Отже, вся робота електричного струму в замкнутому електричному ланцюзі виявляється досконалої за рахунок дії сторонніх сил, що викликають поділ зарядів всередині джерела і підтримують постійна напруга на виході джерела струму. ставлення роботи 
, Яку здійснюють сторонніми силами по переміщенню заряду q
вздовж ланцюга, до значення цього заряду називається електрорушійної силою джерела(ЕРС) 
:
, (4)
де 
- стерпний заряд.
ЕРС виражається в тих же одиницях, що і напруга або різниця потенціалів, т. Е. В вольтах: 
.
Закон Ома для повного кола.
Якщо в результаті проходження постійного струму в замкнутому електричному ланцюзі відбувається тільки нагрівання провідників, то згідно із законом збереження енергії повна робота електричного струму в замкнутій ланцюга, що дорівнює роботі сторонніх сил джерела струму, дорівнює кількості теплоти, що виділилася на зовнішньому і внутрішньому ділянках ланцюга:
. (5)
З виразів (2), (4) і (5) отримуємо:
. (6)
Так як 
, то
, (7)
або
. (8)
Сила струму в електричному ланцюзі прямо пропорційна електрорушійної силі
джерела струму і обернено пропорційна сумі електричних опорів зовнішнього і внутрішнього ділянок ланцюга. Вираз (8) називається законом Ома для повного кола.
Таким чином, з точки зору фізики Закон Ома висловлює закон збереження енергії для замкненого кола постійного струму.
Порядок виконання роботи.
Підготовка до виконання роботи.
Перед вами на столах знаходиться мінілабораторій з електродинаміки. Її вигляд представлений в л. р. № 9 на малюнку 2.
Зліва знаходяться міліамперметр, випрямляч ВУ-4М, вольтметр, амперметр. Справа закріплений планшет № 1 (див. Рис. 3 в л. Р. № 9). У задній секції корпусу розміщуються з'єднувальні дроти кольорові: червоний провід використовують для підключення ВУ-4М до гнізда «+» планшета; білий провід - для підключення ВУ-4М до гнізда «-»; жовті дроти - для підключення до елементів планшета вимірювальних приладів; сині - для з'єднання між собою елементів планшета. Секція закрита відкидною площадкою. У робочому положенні майданчик розташовується горизонтально і використовується в якості робочої поверхні при складанні експериментальних установок в дослідах.
2. Хід роботи.
В ході роботи ви освоїте метод вимірювання основних характеристик джерела струму, використовуючи закон Ома для повного кола, який пов'язує силу струму I в ланцюзі, ЕРС джерела струму , Його внутрішній опір r і опір зовнішнього ланцюга R співвідношенням:
. (9)
1 спосіб.
З 
хема експериментальної установки показана на малюнку 1.
Рис.1.
Уважно вивчіть її. При розімкнутому ключі В джерело замкнутий на вольтметр, опір якого багато більше внутрішнього опору джерела (r
<<
R
).
У цьому випадку струм в ланцюзі настільки малий, що можна знехтувати значенням падіння напруги на внутрішньому опорі джерела 
, І ЕРС джерела з пренебрежимо малою похибкою дорівнює напруги на його затисках 
, Яке вимірюється вольтметром, тобто
. (10)
Таким чином, ЕРС джерела визначається за показаннями вольтметра при розімкнутому ключі В.
Якщо ключ В замкнути, вольтметр покаже падіння напруги на резисторі R :
. (11)
Тоді на підставі рівностей (9), (10) і (11) можна стверджувати, що
(12)
З формули (12) видно, що для визначення внутрішнього опору джерела струму необхідно, крім його ЕРС, знати силу струму в колі і напругу на резисторі R при замкнутому ключі.
Силу струму в ланцюзі можна виміряти за допомогою амперметра. дротяний резистор 
виготовлений з ніхромового дроту і має опір 5 Ом.
Зберіть коло за схемою, показаної на малюнку 3.
Після того, як ланцюг буде зібрана, необхідно підняти руку, покликати вчителя, щоб він перевірив правильність складання електричного кола. І якщо ланцюг зібрана правильно, то приступайте до виконання роботи.
При розімкнутому ключі В зніміть показання вольтметра і занесіть значення напруги в таблицю 1. Потім замкніть ключ В і знову зніміть показання вольтметра, але вже 
і свідчення амперметра. Занесіть значення напруги і сили струму в таблицю 1.
Обчисліть внутрішній опір джерела струму.
Таблиця 1.
, В
, В
I, А
, В
r, Ом
2 спосіб.
Спочатку зберіть експериментальну установку, зображену на малюнку 2.
Мал. 2.
Виміряйте силу струму 
в ланцюзі за допомогою амперметра, результат запишіть в зошит. опір резистора \u003d 5 Ом. Всі дані заносяться в таблицю 2., Ом
Зовнішній і внутрішній ділянки ланцюга.
Яке опір називаються внутрішнім? Позначення.
Чому дорівнює повний опір?
дайте визначення електрорушійної сили (ЕРС). Позначення. Одиниці виміру.
Сформулюйте закон Ома для повного кола.
Якби ми не знали значення опорів дротяних резисторів, то можна було б використовувати другий спосіб і що для цього треба зробити (може потрібно, наприклад, включити в ланцюг який-небудь прилад)?
Вміти збирати електричні ланцюги, які використовуються в роботі.
література
Кабардин О. Ф .. Справ. Матеріали: Учеб. Посібник для учащіхся.-3-е изд.: Просвещение, 1991.-с.: 150-151.
Довідник школяра. Фізика / Упоряд. Т. Фещенко, В. Вожегова.-М .: Філологічна про-суспільством «СЛОВО», ТОВ «Фірма» «Видавництво АСТ», Центр гуманітарних наук при ф-ті журна-листочки МДУ ім. М. В. Ломоносова, 1998. - с .: 124,500-501.
Самойленко П. І .. Физика (для нетехнічних спеціальностей): Навч. для загальноосвіт. установ середовищ. Проф. Освіти / П. І.Самойленко, А. В. Сергеев.-2-е изд., Стер.-М .: Видавничий центр «Академія», 2003-с .: 181-182.
транскрипт
1 Лабораторна робота Визначення внутрішнього опору та ЕРС джерела. Мета: познайомитися з методами визначення характеристик джерела струму. Прилади й приналежності: досліджуваний джерело струму, «магазин опорів», амперметр (краще цифровий), ключ, провідники. Теоретичні відомості Електричний струм це спрямоване рух електричних зарядів. В металевих провідниках цими зарядами є електрони. За напрямок струму прийнято вважати напрямок руху позитивно заряджених частинок (електрони в металах рухаються проти течії) Характеристиками струму є дві величини сила струму і щільність струму j. Під силою струму розуміють скалярну величину чисельно рівну заряду, що протікає через поперечний переріз провідника в dq одиницю часу (). Щільність струму це вектор, спрямований по dt току і чисельно рівний силі струму, що припадає на одиницю площі S поперечного перерізу провідника (j dq). Щоб по провіднику S Sdt (має вільні заряди) тривалий час йшов електричний струм, необхідно все це час між кінцями провідника підтримувати різницю потенціалів (φ φ 2). А це значить заряди, що приходять в точку 2 (рис. А), необхідно якимось чином переміщати назад в точку, де потенціал φ (φ\u003e φ 2). сили електричного поля, Що має місце всередині провідника, зробити це не можуть, тому що воно (поле) направлено до точки 2.
2 2 Отже, роботу з переміщення позитивних зарядів з точки 2 в точку можуть здійснювати тільки зовнішні сили, сили a) б) 2 j j 2 ma Рис. неелектричних походження (наприклад, механічні сили, сили хімічної природи). Ці сили називаються сторонніми силами. На практиці часто як сторонніх сил (хімічної природи) використовуються сили, що працюють всередині джерела струму. Саме вони переміщують заряди від точки з меншим потенціалом ( «-» клема) до точки з великим потенціалом (клема) (рис. Б), збільшуючи, до речі, їх енергію. Важливою характеристикою джерела струму, пов'язаної з роботою сторонніх сил, є величина звана електрорушійної силою (ЕРС) джерела. ЕРС () джерела чисельно дорівнює роботі, яку здійснюють сторонні сили при переміщенні одиниці позитивного заряду з «-» клеми на клему. Ясно, що чим більше ЕРС джерела, тим більшу роботу може зробити електричний струм на зовнішньому ділянці ланцюга, де поле створюється за рахунок роботи сторонніх сил. ЕРС джерела струму вимірюється в Дж вольтах (В). Кл Іншою характеристикою джерела струму є величина, яка називається внутрішнім опором джерела (), яка вимірюється, як В завжди в Омах (Ом). А Зв'язок між, сформульована в законі Ома для повного кола (рис. Б)
3 3, () де зовнішнє опір ланцюга. До речі, закон Ома для однорідної ділянки кола з опором записується як Порівнюючи () і (2) можна побачити, що j j2. (2) j j 2. Звідки випливає, що якщо по ланцюгу тече струм, то (φ φ 2)<, а при разомкнутой цепи (=) = φ φ 2. Теоретические основы определения и В данной работе для определения и используются три сравнительно простых способа, основанных на простых измерениях (в замкнутой цепи) зависимости силы тока от внешнего сопротивления, т.е. на основе данных, 2, k, n, при, 2, k, n,. I й способ (по двум парам и). Из полученных в ходе эксперимента данных выбираются две любые пары для и, Например, k, k и n, n и по ним вычисляется сначала а затем и n n k k, (3) k n () (или)). (4) k k n (n Формула (3) получена после приравнивания правых частей выражений (4), следующих из ().
if ($ this-\u003e show_pages_images && $ page_num doc [ "images_node_id"]) (continue;) // $ snip \u003d Library :: get_smart_snippet ($ text, DocShare_Docs :: CHARS_LIMIT_PAGE_IMAGE_TITLE); $ Snips \u003d Library :: get_text_chunks ($ text, 4); ?\u003e4 4 Можна, звичайно, з (4) спочатку виключити і отримати формулу для обчислення, а потім для обчислення. II й спосіб (графічний). або Формулу () запишемо в «перевернутому» вигляді. (5) Легко побачити, що залежність f () носить лінійний характер (рис. 2). Якщо цю лінію продовжити до, A - B C \u003d A O, Oм Рис. 2 точки перетину з осями і (точки А і В), то ясно, що відрізок ОА є не що інше, як внутрішній опір джерела (точка А відповідає випадку, коли 0, а це може бути тільки при \u003d). Відрізок ОВ дає значення (точка В відповідає випадку \u003d 0). Якщо C (позначимо через «С») то, знаючи легко обчислити. C Порядок виконання роботи. Шляхом огляду познайомитися з приладами, пропонованими для виконання роботи.
5 5 2. За схемою (рис. Б) зібрати електричний ланцюг. Як використовується «магазин опорів» - МС, на цифровий міліамперметр ( «вольтметр») подати його робоча напруга 220 В, натиснути кнопку діапазону «20», ключ «К» поставити в положення «розімкнуте». 3. Зняти залежність \u003d f (). Для цього встановити на МС деякий, наприклад \u003d 700 Ом, замкнути ключ "К" і виміряти. Зменшуючи (скажімо, на 00 Ом) кожен раз виміряти. Результати 5-7 вимірювань занести в табл .., Ом Табл .., А, А -<>=, <>=. 4. I-й спосіб. З отриманих в п. 3 даних вибрати будь-які (але не стоять поруч) дві пари k, k і n, n і за формулами (3) і (4) обчислити і. Цю операцію повторити не менше 3-х разів і обчислити середні значення< >=,< >\u003d (- перший спосіб). 5. II-й спосіб.
6 6 Щоб позначити обчислити. Результати занести в табл .. Побудувати графік залежності f () і за запропонованим вище методу (див. Теоретичні основи) визначити 2 і 2 ( «2» - другий спосіб). Порівняти< > і< 2 > = 2, < > і< 2 > \u003d 2, обчисливши розбіжності, отримані за I-му та II-му способам%, 00%. Контрольні питання. Що таке електричний струм? 2. Що називається силою струму, щільністю струму? 3. Що таке ЕРС джерела струму, сторонні сили? 4. Сформулювати закон Ома для замкненого кола. 5. У чому полягає експериментальна частина в даній роботі? 6. Які теоретичні основи визначення і по I способу? 7. Які теоретичні основи визначення і по II способу? Склав: доц. Лоскутов К.М. Комп'ютерна верстка: Коновалова М.А.
Визначення питомого опору провідника. Вступ. Електричним струмом називають впорядкований рух заряджених частинок. Самі ці частки називаються носіями струму. В металах і напівпровідниках
Лабораторна робота 3.4 ЗАКОН ОМА ДЛЯ НЕОДНОРІДНОГО ДІЛЯНКИ ЛАНЦЮГА 3.4.1. Мета роботи Метою роботи є знайомство з комп'ютерним моделюванням ланцюгів постійного струму і експериментальне підтвердження
Лабораторна робота 4 ВИВЧЕННЯ ЗАКОНУ ОМА ДЛЯ ДІЛЯНКИ ЛАНЦЮГА, ЩО МІСТИТЬ ЕРС Мета роботи вивчення залежності різниці потенціалів на ділянці ланцюга, що містить ЕРС, від сили струму; визначення електрорушійної
Лабораторна робота 73 ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОПОРУ МЕТАЛЕВОГО ПРОВІДНИКА 1. Мета і зміст роботи. Метою роботи є ознайомлення з методом вимірювання питомого опору металевих
РОЗДІЛ II ПОСТІЙНИЙ електричний струм Лекц ія 0 Постійний електричний струм Питання. Рух зарядів в електричному полі. Електричний струм. умови виникнення електричного струму. Закон Ома для
3 Мета роботи: поглиблення розуміння закону Ома для повного кола і для ділянки кола. Завдання: експериментально переконатися в справедливості закону Ома для замкнутої неразветвленной ланцюга. Прилади й приналежності:
КАРТА СХЕМА ОПРАЦЮВАННЯ ТЕМИ ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ рівняння неперервності І умовах стаціонарного СТРУМІВ Характеристики струму Сила струму J Вектор щільності струму j Зв'язок J і j Закон Ома для неоднорідного
Державний вищий навчальний заклад «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Кафедра фізики ЗВІТ з лабораторної роботи 49 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ КОРИСНОЇ ПОТУЖНОСТІ І КОЕФІЦІЄНТА КОРИСНОЇ
Лабораторна работа.3 ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЖЕРЕЛА СТРУМУ Мета роботи: вивчення залежностей струму, повної і корисної потужностей, коефіцієнта корисної дії джерела від опору навантаження;
«ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ». Електричним струмом називають впорядковане спрямований рух заряджених частинок. Для існування струму необхідні дві умови: Наявність вільних зарядів; наявність зовнішнього
МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ Державна освітня заклад ВИЩОЇ ОСВІТИ «САМАРСЬКИЙ державний технічний університет» Кафедра «Загальна фізика і фізика нафтогазового виробництва»
Лабораторна робота 3 ВИВЧЕННЯ узагальнених ЗАКОНУ ОМА І ВИМІР електрорушійної сили МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦІЇ Мета роботи: вивчення залежності різниці потенціалів на ділянці ланцюга, що містить ЕРС, від сили
Лабораторна робота 0 ПОСТІЙНИЙ ТОК. ЗАКОН ОМА. Мета і зміст роботи Метою роботи є аналіз закону Ома для ділянки ланцюга, що містить провідник і джерело струму. Робота полягає в вимірі
Іркутський державний технічний університет Кафедра загальноосвітніх дисциплін ФІЗИКА Лабораторна робота 3.3. «Визначення невідомих опорів за допомогою мостової схеми» доц. Щепин В.І.
Лабораторна робота 3-7: ВИМІР електрорушійної СИЛ ГАЛЬВАНІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦІЇ Студент група Допуск Виконання Захист Мета роботи: ознайомлення з методами компенсації і застосування
Державний вищий навчальний заклад «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Кафедра фізики ЗВІТ з лабораторної роботи 50 ВИМІР ЕРС І ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ДЖЕРЕЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Лабораторна робота 10 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ОЙ ПОТУЖНОСТІ, КОРИСНОЇ ПОТУЖНОСТІ І К.К.Д. ДЖЕРЕЛА СТРУМУ ВІД НАВАНТАЖЕННЯ. Мета роботи: Навчитися визначати залежність повної потужності, корисної потужності і К.К.Д.
Освіти та науки Росії Федеральне державне бюджетне освітній заклад вищого професійної освіти «Ухтинский державний технічний університет» (УГТУ) 8 Визначення електропровідності
Лабороторного РОБОТА 3-7: ВИМІР електрорушійної СИЛ ГАЛЬВАНІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦІЇ Студент група Допуск Виконання Захист Мета роботи: ознайомлення з методами компенсації і застосування
Методичні вказівки до виконання лабораторної работи.1.3 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ КОРИСНОЇ ПОТУЖНОСТІ І КОЕФІЦІЄНТА КОРИСНОЇ ДІЇ БАТАРЕИ ЕЛЕМЕНТІВ ВІД СИЛИ СТРУМУ В ЦЕПИ Філімоненкова Л.В. електростатика
Юльметов А. Р. Постійний електричний струм. електричні вимірювання Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт Зміст P3.2.4.1. Амперметр як омічний опір в ланцюзі .............
Тема.1. Електричний струм. Сила струму. ЕРС. Питання теми. 1. Електричний струм. Сила струму. змереніе сили струму і напруги .. Електрорушійна сила і її джерела. Енергія і потужність джерела. 3. Електричне
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Тюменського державного АРХІТЕКТУРНО-БУДІВЕЛЬНИЙ
Державний вищий навчальний заклад «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Кафедра фізики ЗВІТ з лабораторної роботи 7 ДОСЛІДЖЕННЯ апериодическим РАЗРЯДА КОНДЕНСАТОРА І ВИЗНАЧЕННЯ ЙОГО
Лабораторна робота ДОСЛІДЖЕННЯ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ Мета роботи: Використовуючи закон Ома для ланцюга змінного струму, Визначити активну, індуктивний, ємнісний і повний опір ланцюга, індуктивність
Методичні вказівки до виконання лабораторної работи.1.7 ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР МЕТАЛІВ Анікін А.Г., Фролова Л.М. Електричний опір металів: Методичні вказівки до виконання лабораторної
Федеральне агентство за освітою РФ Ухтинский державний технічний університет 4 Вимірювання опору на постійному струмі Методичні вказівки до лабораторної роботи для студентів усіх спеціальностей
Лабораторна робота Вимірювання опору провідників містком Уитстона Устаткування: реохорд, набір невідомих опорів, гальванометр, джерело постійного струму, два ключа, магазин опорів.
Лабораторна робота 4 Дослідження характеристик джерела постійного струму Методичний посібник Москва 04 м. Мета лабораторної роботи Дослідження характеристик джерела постійного струму, визначення
Pdf - файл pitf.ftf.nstu.ru \u003d\u003e Викладачі \u003d\u003e Суханов І.І. Лабораторна робота 11 Вивчення роботи джерела постійного струму Мета роботи для ланцюга «джерело струму з навантаженням» експериментально отримати
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Казанської державної архітектурно-технічний університет Кафедра фізики ЦЕПИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ Лабораторна робота 78 Методичні вказівки
ІРКУТСЬКИЙ державний університет ВИВЧЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ПЕРЕБІГУ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ Методичні вказівки до лабораторної роботи Іркутськ 1 994 Друкується за рішенням науково-методичної ради
Московський державний університет ім. М.В.Ломоносова Фізичний факультет Кафедра загальної фізики Л а б о р а т о р н и й п р а к т и к у м п про про б щ е й ф і з і до е (електрика і магнетизм) Лабораторна
Лабораторна робота 2.27 ЕФЕКТ Холл Л.Ю. Фетисов, Ю.К. Фетисов Мета роботи: вивчення ефекту Холла в напівпровідниках. Завдання: виміряти залежності холлівської різниці потенціалів від індукції магнітного
Лабораторна робота 2.4. Застосування закону Ома для ланцюгів постійного струму (див також с.106 «Практикуму») 1 Експериментальні завдання, поставлені в роботі: - визначити значення двох невідомих опорів
Федеральне агентство з освіти РФ Ухтинский державний технічний університет 5 Іccледованіе залежності корисної потужності і к.к.д. акумулятора від навантаження. Методичні вказівки до лабораторної
Вимірювання потужності і роботи струму в електричної лампі. Мета роботи: Навчитися визначати потужність і роботу струму в лампі. Обладнання: Джерело струму, ключ, амперметр, вольтметр, лампа, секундомір. хід
Сафронов В.П. 0 ПОСТІЙНИЙ ТОК - - Глава ПОСТІЙНИЙ електричний струм .. Основні поняття і визначення Електричним струмом називається впорядкований рух зарядів. Вважається, що струм тече від плюса до
Міністерство освіти Російської Федерації Томський політехнічний університет Кафедра теоретичної і експериментальної фізики ЗАТВЕРДЖУЮ Декан ЕНМФ Ю.І. Тюрін 003 м ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ. методичні
Робота 3-4 Вимірювання опору провідників за допомогою амперметра і вольтметра. Мета роботи: познайомитися з основними методами вимірювання опору провідників. Прилади й приналежності: джерело
Лабораторна робота 3.3 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ПОТУЖНОСТІ І ККД ДЖЕРЕЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ВІД ЗОВНІШНЬОЇ НАВАНТАЖЕННЯ 3.3 .. Мета роботи Метою роботи є знайомство з комп'ютерним моделюванням ланцюгів постійного
Лабораторна робота 2.04 ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОДІЖУЩЕЙ СИЛИ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦІЇ Мета роботи Метою роботи є вивчення законів постійного електричного струму і ознайомлення з компенсаційним
Тема 12. Постійний електричний струм 1. Електричний струм і сила струму Наявні в речовині вільні носії заряду (електрони і / або іони) в звичайному стані рухаються хаотично. Якщо створити зовнішнє
Освіти та науки Росії Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Ухтинский державний технічний університет» (УГТУ) 1 Розширення меж
Фізика 8.1-8.2. Приблизний банк завдань Частина 1. Постійний струм 1. На малюнку наведено ділянку електричного кола, по якому тече струм. В якому з провідників сила струму найменша? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
Лабораторна робота 66 ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТУ Холл 1. Мета роботи Метою роботи є вивчення ефекту Холла в напівпровідниках, визначення коефіцієнта Холла, концентрації і рухливості носіїв струму.
вивчення розподілу магнітного поля уздовж осі соленоїда. Вступ. Джерелом і об'єктом дії магнітного поля є рухомі заряди (електричні струми). Покояться заряди магнітні поля
65 7. ПОСТІЙНИЙ електричний струм 7. Електричний струм, сила і щільність струму Електричним струмом називається впорядкована (спрямований) рух електричних зарядів. Сила струму скалярна фізична
Лабораторна робота 32 ВИВЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ОПОРУ МЕТАЛІВ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ Мета роботи - визначення температурного коефіцієнта опору міді. Прилади й приналежності: досліджуваний мідний
Лабораторна робота 2.14 ВИМІР ПИТОМОГО ЗАРЯДУ ЕЛЕКТРОНА мето ДІМ магнетрона Ю.Н. Єпіфанов, Т.Ю. Любезнова Мета роботи: дослідження руху електронів в магнітному полі, створеному всередині соленоїда.
Лабораторна работа.04 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ КОРИСНОЇ мощ- ність ДЖЕРЕЛА СТРУМУ ВІД НАВАНТАЖЕННЯ Є.В. Козіс Мета роботи: вивчення законів постійного струму. Завдання: дослідити залежності потужності та ККД
Ярославський державний педагогічний університет ім. К. Д. Ушинського Лабораторна робота 2 Вимірювання ЕРС гальванічних елементів методом компенсації Ярославль 2008 Зміст 1. Мета роботи .............................
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ Державна освітня установа вищої професійної освіти Московський державний технічний університет "МАМІ" Л. В. Волкова, Н. І. Кунавін
Робота 36 Вимірювання електрорушійної сили джерела струму і градуювання термоелемента У п р а ж н е н і е Визначення ЕРС джерела струму методом компенсації Устаткування: нормальний елемент, 3 акумулятора,
Тест з електротехніки. Варіант 1. 1. Які прилади зображені на схемі? а) електрична лампочка і резистор; б) електрична лампочка і плавкий запобіжник; в) джерело електричного струму і резистор.
Лабораторна робота 11 ВИВЧЕННЯ МЕТОДИКИ СТАТИСТИЧНОЇ ОБРОБКИ експе- риментально ДАНИХ Мета роботи: ознайомитися з методами обробки результатів експерименту і застосувати їх до розрахунку питомої опору
Федеральне агентство з освіти Державна освітня установа вищої професійної освіти «Тихоокеанський державний університет» ВИЗНАЧЕННЯ індуктивності КОТУШКИ Методичні
НВО НАВЧАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ «ТУЛАНАУЧПРІБОР» МЕТОДИЧНЕ КЕРІВНИЦТВО ПО ВИКОНАННЮ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ ФЕЛ-3 ВИВЧЕННЯ магнітного поля соленоїда ЗА ДОПОМОГОЮ ДАТЧИКА Холл. Тула, 007 г Лабораторна робота ВИВЧЕННЯ
РІШЕННЯ ЗАДАЧ ДРУГОГО ТУРУ ОЛІМПІАДИ З електроніки 0 КЛАС Для розширення діапазону вимірюваних в електронних схемах напруг до вольтметру підключають додаткові опори Якщо підключити деякий
Лабораторна робота 5.6 ВИВЧЕННЯ ЕФЕКТУ Холл У НАПІВПРОВІДНИКАХ Мета роботи: дослідження залежності ЕРС Холла в напівпровідниках від індукції магнітного поля. Визначення концентрації і рухливості основних
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ Державна освітня установа вищої професійної освіти Міжнародний інститут ДИЗАЙНУ І ТЕХНОЛОГІЇ Новосибірський ТЕХНОЛОГІЧНИЙ
0300. Дослідження електричного кола джерела ЕРС. Мета роботи: визначення електрорушійної сили джерела (ЕРС), внутрішнього опору джерела ЕРС, дослідження залежностей корисної і повної
Лабораторна робота 2.03 ВИЗНАЧЕННЯ ЄМНОСТІ КОНДЕНСАТОРА Мета роботи Метою даної роботи є вивчення законів електростатики і одного з методів вимірювання ємності конденсатора. Коротка теорія конденсатором
С1.1. На фотографії зображена електрична ланцюг, що складається з резистора, реостата, ключа, цифрових вольтметра, Підключеного до батареї, і амперметра. Використовуючи закони постійного струму, поясніть, як
Глава 9 Постійний електричний струм 75 Електричний струм, сила і щільність струму Електродинаміка це розділ електрики, в якому розглядаються процеси і явища, обумовлені рухом електричних
Лекція 8 Постійний електричний струм Поняття про електричний струм Електричний струм впорядкована (спрямований) рух електричних зарядів Розрізняють: Ток провідності (струм в провідниках) рух
Робота 41 Вивчення ефекту Холла, визначення концентрації і рухливості носіїв заряду в напівпровіднику Мета роботи На підставі вимірів постійної Холла і електропровідності визначити концентрацію
Лабораторна робота 2.18 ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ заряджання та розряджання КОНДЕНСАТОРА. Бугров Г.Е., Філімонов В.В. Мета роботи: вивчення кривих зарядки конденсатора при різних параметрах RC електричного кола
Варіант 1 1. Два точкових електричних заряду q і 2q на відстані r один від одного притягуються з силою F. З якою силою будуть притягатися заряди 2q і 2q на відстані 2r? Відповідь. 1 2 F. 2. У вершинах
Лабораторна робота 1 електричний конденсатор. Мета роботи: дослідження залежності заряду конденсатора від різниці потенціалів між пластинами. Розрахунок ємності конденсатора. Вивчення процесу зарядки
МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ Державна освітня установа вищої професійної освіти «УФИМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАФТОВОЇ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Кафедра фізики ВИЗНАЧЕННЯ
Рботи 23 ВИМІР РЗНОСТІ мгнітную ПОТЕНЦІЛОВ Мета роботи. Навчитися вимірювати магніторушійних сили і магнітні напруги, а також визначати число витків котушки за допомогою магнітного поясу Роговского.
Лабораторна робота 10 Електричний конденсатор. Мета роботи: дослідження залежності заряду конденсатора від різниці потенціалів між пластинами. Розрахунок ємності конденсатора. Вивчення процесу зарядки
Лабораторна робота №4 по фізиці 10 клас (відповіді) - Визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму
1. Дані вимірювань і обчислень занесіть в таблицю.
Ε ср \u003d (E 1 + E 2 + E 3 + E 4 + E 5) / 5 \u003d (4.3 + 4.3 + 4.3 + 4.3 + 4.3) / 5 \u003d 4.3 В
2. Заблокуйте ключ K. Виміряйте силу струму I в колі не менше п'яти разів. Обчисліть середнє значення . Дані вимірювань і обчислень занесіть в таблицю.
\u003d (I 1 + I 2 + I 3 + I 4 + I 5) / 5 \u003d (0.65 + 0.65 + 0.65 + 0.65 + 0.65) / 5 \u003d 0.65 А.
3. Розрахуйте середнє значення внутрішнього опору
4. Розрахуйте абсолютну похибка прямих вимірювань ЕРС джерела струму і сили струму в ланцюзі.
ΔE \u003d Δ і E + Δ про E; ΔE \u003d 0.15 В + 0,18 В \u003d 0,26 В;
ΔI \u003d Δ і I + Δ про I; ΔI \u003d 0.05 А + 0,025 А \u003d 0,075 А.
5. Прийнявши абсолютну похибка вимірювання опору резистора ΔR \u003d 0,12 Ом, обчисліть відносну похибку непрямих вимірювань внутрішнього опору.
E r \u003d 0.25 / 4.3 + 0.075 / 0.65 + 0.1 / 4 \u003d 0.06 + 0.12 + 0.025 \u003d 0.21 В.
6. Обчисліть абсолютну похибку непрямих вимірювань внутрішнього опору джерела струму.
Δr \u003d 0.21 В · 2,62 Ом \u003d 0,55 Ом.
7. Запишіть значення ЕРС і відносну похибку її прямих вимірювань у вигляді:
E \u003d (4.3 ± 0.25) У; ε E \u003d 21%.
8. Запишіть значення внутрішнього опору і відносну похибку його непрямих вимірювань у вигляді.
r \u003d (2.62 ± 0.55) Ом; ε r \u003d 55%.
Відповіді на контрольні питання
1. Чому вольтметр включають в ланцюг паралельно споживачеві? Що станеться, якщо вольтметр включити в ланцюг послідовно?
Вольтметр включають паралельно ділянки кола, на якому вимірюють напругу. Напруга на измеренном ділянці і напруга на вольтметрі буде одним і тим же, тому що вольтметр і напруга на вольтметрі підключені до загальних точок.
Оскільки вольтметр володіє великим опором, То при його послідовному підключенні до електричного кола збільшиться зовнішнє опір ланцюга, а, значить, сила струму в ланцюзі значно зменшиться.
2. Чому опір амперметра повинно бути значно менше опору кола, в якій вимірюють струм? Що станеться, якщо амперметр включити паралельно споживачеві?
Оскільки включення амперметра в електричний ланцюг не повинно змінювати силу струму в ній, то опір амперметра повинно бути якомога менше.
Опір амперметра набагато менше опору споживача, тому при такому неправильному підключенні майже весь струм піде через амперметр. У підсумку «зашкалить» і може перегоріти, якщо вчасно не відключити. Таке включення амперметра неприпустимо.
3. Чому показання вольтметра при розімкнутому і замкнутому ключі розрізняються?
Тому що у джерела живлення з'являється навантаження у вигляді резистора. Вольтметр, підключений до полюсів джерела живлення ЕРС джерела ε. При підключенні навантаження (резистора) напруга на джерелі буде падати, тому що джерело не ідеальний.
4. Як можна підвищити точність вимірювання ЕРС джерела струму?
Найпростіший спосіб - взяти вольтметр з меншою приладової похибкою, тобто більш високого класу точності.
Також підвищити точність можна шляхом вдосконалення методики вимірювання та обробки результатів, таким чином можна зменшити систематичні похибки.
5. При якому значенні ККД буде отримана максимальна корисна потужність від даного джерела струму? Яким має бути при цьому опір зовнішньої ланцюга по відношенню до внутрішнього опору джерела струму?
Коефіцієнт корисної дії джерела струму визначається як відношення корисної потужності до повної, і залежить від опору навантаження і внутрішнього опору джерела струму. Можна довести, що ККД виявляється рівним 50%.
Лабораторна робота № 9
Тема:« Визначення електрорушійної сили (ЕРС) і внутрішнього опору джерела електричної енергії »
мета:використовуючи закон Ома для повного кола, визначити ЕРС і внутрішній опір джерела електричної енергії.
устаткування: Джерело електричної енергії, реостат, амперметр, вольтметр, електричний ключ, з'єднувальні дроти.
Теоретична частина
Для отримання електричного струму в провіднику необхідно створити і підтримувати на його кінцях різниця потенціалів (напруга). Для цього використовують джерело струму. Різниця потенціалів на його полюсах утворюється внаслідок поділу зарядів. Роботу з розділення зарядів виконують сторонні (неелектричних походження) сили.
При розімкнутому ланцюзі енергія, витрачена в процесі роботи сторонніх сил, перетворюється в енергію джерела струму. При замиканні електричного кола збережена в джерелі струму енергія витрачається на роботу з переміщення зарядів в зовнішній і внутрішній частинах ланцюга з опорами відповідно Rі r.
Величина, що чисельно дорівнює роботі, яку здійснюють сторонні сили при переміщенні одиничного заряду всередині джерела, називається електрорушійної силою джерела струму (ЕРС):=А /q
Відповідно до закону Ома сила струму в повній ланцюга прямо пропорційна ЕРС і обернено пропорційна її повного опору: I \u003d 
/(R+
r)
Перетворюючи закон Ома отримаємо вираз для ЕРС: 
,
де U 1 \u003d IR- падіння напруги на зовнішній ділянці ланцюга,
U 2 \u003d Ir- падіння напруги на внутрішньому ділянці ланцюга.
В СІ ЕРС виражається в вольтах: [ ] \u003d B.
Електрорушійну силу і внутрішній опір джерела можна визначити експериментально.
Порядок проведення роботи:
1.Определить ціну поділки шкали вимірювальних приладів.
2. Скласти електричне коло за схемою, зображеної на малюнку.
3. Після перевірки ланцюга викладачем замкнути ключ і, користуючись реостатом, встановити силу струму, відповідну кільком розподілам шкали амперметра. Зняти показання вольтметра і амперметра.
4.Досвід повторити, змінюючи опір ланцюга за допомогою реостата.
5.Результати вимірювань підставити в рівняння 
.
Вирішуючи систему рівнянь, визначити r , а потім :
,
де r - внутрішній опір ланцюга,
- електрорушійна сила джерела
6.Результати всіх вимірювань і обчислень записати в таблицю:
|
Сила струму
|
Напруга на зовнішній ділянці
|
Внутрішній опір ланцюга
|
|
|
|
Ціна поділки амперметра: |
Ціна поділки вольтметра: | |||
7. Після завершення роботи зробити висновок.
ЗВІТ ПО РОБОТІ:
|
висновок: |
Контрольні питання
Назвати основні характеристики внутрішнього ділянки електричного кола.
Яке джерело електричної енергії використовувався в ваших дослідах? Вкажіть, яку природу мають сторонні сили в цьому джерелі?
вкажіть причини електричного опору металевого провідника.
Яка причина електричного опору всередині джерела, який використовувався в лабораторній роботі?
ВІДПОВІДІ НА Контрольні питання:
|
1.Назвать основні характеристики внутрішнього ділянки електричного кола. |
|
2.Какой джерело електричної енергії використовувався в ваших дослідах? Вкажіть, яку природу мають сторонні сили в цьому джерелі? |
|
3. Вкажіть причини електричного опору металевого провідника. |
|
4.Какова причина електричного опору всередині джерела, який використовувався в лабораторній роботі? |