Изучение цепи постоянного тока

Лабораторная работа № 8.

 

1. Цель работы: закрепление теоретических знаний по теме 2.3. “Постоянный электрический ток”,

приобретение практических навыков в составлении электрических цепей,

изучение методики расчетов цепей.

 

2. Порядок подготовки к выполнению работы изучить тему и материал лабораторной работы

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы дан в упражнениях

 

4. Подведение итогов выполнения работы

предъявить результаты, подготовка и оформление отчета, заполнить таблички, произвести обработку результатов измерений

 

5. техника безопасности при выполнении лабораторной работы стандартная

Оборудование: амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода, гальванический элемент

Цель работы.

Исследовать зависимость тока, напряжения на нагрузке, выделяемой тепловой мощности, КПД цепи от величины сопротивления нагрузки.

 

Упражнение 1

Порядок выполнения работы.

1. Собрать схему по рис. 1.

2. Установить реостат на сопротивление R₁ и замерить его омметром.

3. Включить сеть и снять показания V, и I.

4. Поменять сопротивление и установить R₂ . Снять показания U₂ и I₂.

5. Определить внутреннее сопротивление источника, предварительно замерив его Э.Д.С.

Е = I₁(R₁+r) = U₁+ I₁r

r =

6. Построить эквивалентную схему.

7. Менять R, проверяя его омметром.

8. Данные внести в таблицу. I_i

 

№	Ui	Ri	r	ri	Pi	Ii

 

9. Построить графики U(R), I(R), P(R), η(R).

Контрольные вопросы.

1.Как связана плотность тока с дрейфовой скоростью носителей заряда в проводнике.

2. Дайте определение ЭДС, разности потенциалов, падения напряжения.

3.Как связано напряжение с напряжением электрического поля в проводнике?

4.От чего зависит внутреннее сопротивление гальванического элемента (батарейки)?

 

Упражнение 2

 

Собрать схему содержащую гальванический элемент (батарейку), светоизлучающий диод, миллиамперметр, выключатель.

Включить сеть и секундомер одновременно. Через каждые 10 секунд снимать показания миллиамперметра.

Построить график зависимости силы тока в цепи от времени.

Эксперимент продолжать до значительного снижения яркости светодиода.

Определить по графику емкость гармонического элемента в ампер часах, А.

Данные эксперимента занести в таблицу.

t, c	I, мА	t, c	I, мА	t, c	I, мА	t, c	I, мА

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое ЭДС гальванического элемента?

2. Какой ток дает гальванический элемент?

3. Выведите формулу для мощности выделяемой на нагрузке в цепи содержащей гальванический элемент с заданной ЭДС и внутренним сопротивлением?

4. Что такое емкость гальванического элемента? Как перевести ампер- часы в джоули?

5. Чем отличается монтажная схема от эквивалентной?

 

 

Литература

 

1. Савельев И.В. «Курс общей физики», том 2, глава 5, с.98

2. Калашников С.Г. «Электричество», Гостехиздат, 1956

Анализ цепи постоянного тока.

I = E/(R + r) (1) U = IR = ER/(R + r) (2) P = IU = E2R/(R + r)2 (3) h = IU/IE = R/(R + r) (4)

I

Iкз

Iкз/2

tga = E/r

Iкз= E/r

h

P

E2/4r

P1

0.5

tgb = E2/r2

R1R2 = r2

 

 

Работа 3.8