Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору. джерела струму
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювань
Схема електричного кола, яку використовують у цій роботі, показана на малюнку 204. Як джерело струму в схемі вико-ристано акумулятор або батарейку для кишенькового ліхтаря.
Якщо ключ розімкнуто, ЕРС джерела струму чисельно дорівнює напрузі на зовнішньому колі. У цьому випадку джерело струму замкнуто на вольтметр, опір якого має бути в багато разів більший за внутрішній опір джерела струму r. Звичайно опір джерела струму малий, тому для вимірювання напруги можна використати шкільний вольт-метр з шкалою 0-6 В, що має опір RB = 900 Ом (див. підпис під шкалою приладу). Оскільки опір джерела звичайно малий, то справді RB » r. При цьому відмінність е від U не перевищує десятих частин процента, тому похибка вимірювання ЕРС дорівнює похибці вимірювання напруги.
Внутрішній опір джерела струму можна виміряти посе-реднім способом, знявши покази з амперметра і вольтметра тоді, коли ключ замкнуто. Справді, із закону Ома для замк-нутого кола маємо е = U + Ir, де U = IR — напруга в зовнішньому колі. Тому . Для вимірювання сили струму в колі можна використати шкільний амперметр з шкалою 0 - 2А. Максимальні похибки (відносну і абсолютну) вимірювань внутрішнього опору джерела струму визначають за формулами
Підготовка до виконання роботи
1. Підготувати бланк звіту зі схемою електричного кола і таблицею для записування результатів вимірювань і обчис-лень.
№№ досліду | Виміряно | Обчислено
Вимірювання | Uпр
В | Іпр
А |
В | В | В |
В |
% |
% | rпр
Ом | А | А |
А |
% |
% |
Ом
Вимірювання
2. Скласти електричне коло відповідно до малюнка 204. Перевірити надійність електричних контактів, правильність вмикання амперметра і вольтметра.
3. Перевірити роботу кола, коли ключ розімкнуто і за-мкнуто.
Виконання експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Виміряти ЕРС джерела струму.
2. Зняти покази амперметра і вольтметра, коли ключ замк-нуто, і обчислити rпр. Обчислити абсолютну і відносну похиб-ки вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму, використовуючи дані про клас точності приладів.
3. Записати результати вимірювань ЕРС і внутрішнього опору джерела струму:
Контрольні запитання
1. Чому покази вольтметра при розімкнутому і замкну-тому ключі різні?
2. Як підвищити точність вимірювання ЕРС джерела струму?
3. Чи ви можете запропонувати інші способи вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму?
ВИМІРЮВАННЯ ПИТОМОГО ОПОРУ ПРОВІДНИКА
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювань
Для виконання роботи треба мати дріт з матеріалу, що має великий питомий опір.
Питомий опір матеріалу можна обчислити, використовую-чи формули:
де d — діаметр провідника.
Опір провідника можна виміряти, використовуючи закон Ома. У цьому випадку формула для розрахунку питомого опору провідника матиме вигляд:
Потрібне обладнання і засоби вимірювання виберіть само-стійно.
Підготовка до виконання роботи
1. Підготувати бланк звіту з таблицею для записування результатів вимірювань і обчислень (таблицю складіть за зразком попередніх робіт).
2. Скласти потрібне коло, перевірити надійність контак-тів і правильність вмикання вимірювальних приладів.
Виконання експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Виміряти довжину провідника, його діаметр, силу струму в провіднику і напругу на його кінцях.
2. Обчислити приблизне значення питомого опору провідника.
3. Визначити інструментальні похибки вимірювальних Іриладів і похибки відліку. Обчислити максимальні абсолют-ні і відносні похибки вимірювань величин U, d, I, l. Похибкою 3,14 можна знехтувати.
Обчислити максимальні відносну і абсолютну похибки вимірювання питомого опору провідника.
4. Записати результат вимірювання питомого опору про-відника у вигляді
За допомогою довідника визначити матеріал провідника.
Контрольне запитання
Чому для виготовлення нагрівальних елементів застосо-вують провідники з великим питомим опором, а для підвідних провідників — з малим?
ВИВЧЕННЯ ПОСЛІДОВНОГО І ПАРАЛЕЛЬНОГО З'ЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ
У роботі потрібно перевірити такі закони:
1. Для послідовного з'єднання провідників:
2. Для паралельного з'єднання провідників:
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювання
У роботі використовують джерело струму, два дротяні резистори, амперметр і вольтметр. Для регулювання струму в колі можна використати реостат. Вольтметр й амперметр при виконанні вимірювань по черзі вмикають до потрібних точок кола. Похибки можна не обчислювати.
Підготовка до виконання роботи
Підготовити бланк звіту із схемами електричних кіл і таб-лицями для записування результатів вимірювань і обчислень (таблиці скласти за зразком попередніх робіт).
Виконання експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Скласти коло для вивчення послідовного з'єднання резисторів; виміряти силу струму і напруги; перевірити виконання законів з'єднання; зробити висновок.
2. Скласти коло для вивчення паралельного з'єднання резисторів; виміряти струми і напругу; перевірити виконан-ня законів з'єднання; зробити висновок.
Контрольні запитання
1. Як з'єднані споживачі електроенергії у квартирах? Чому?
2. Як з'єднані електричні лампочки в ялинковій гір-лянді? Чому?
СПОСТЕРЕЖЕННЯ ДІЇ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА СТРУМ
Обладнання:
Дротяний моток, штатив, джерело постійного струму, рео-стат, ключ, з'єднувальні проводи, дугоподібний магніт.
Підготовка до виконання роботи
Підвісити дротяний моток до штатива, приєднавши його до джерела струму послідовно з реостатом і ключем. Попередньо ключ слід розімкнути, пов,зун реостата встановити на мак-симальний опір.
Виконання експерименту
1. До підвішеного мотка дроту піднесіть магніт і, зами-каючи ключ, спостерігайте за рухом мотка.
2. Слід вибрати кілька характерних варіантів відносного розміщення мотка і магніту. Намалюйте їх і укажіть напрям магнітного поля, напрям струму і передбачуваний рух дро-тяного мотка відносно магніту.
3. Перевірити на досліді правильність припущень про характер і напрям руху дротяного мотка.
