Оборудование: - источник электрической энергии

Лабораторная работа № 9.

Тема: Определение электродвижущей силы (ЭДС) и внутреннего

сопротивления источника электрической энергии.

Цель: Используя закон Ома для полной цепи определить ЭДС и внутреннее

сопротивление источника электрической энергии.

 

Теория

Для получения электрического тока в проводнике необходимо создать и поддерживать на его концах разность потенциалов (напряжение). Для этого используют источник тока. Разность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделения зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние (не электрического происхождения) силы.

При разомкнутой цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию источника тока. При замыкании электрической цепи запасённая в источнике тока энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней и внутренней частях цепи с сопротивлениями соответственно R и r.

Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника, называется электродвижущей силой источника тока (ЭДС):

= А_ст. / q

Согласно закону Ома сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС

и обратно пропорциональна ее полному сопротивлению:

 

I = /(R+ r)

 

Преобразуя закон Ома получим выражение для ЭДС:

,

 

где U₁ = I R – падение напряжения на внешнем участке цепи

U₂ = I r – падение напряжения на внутреннем участке цепи

В СИ ЭДС выражается в вольтах: [ ] = B

Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника можно

определить экспериментально.

 

Оборудование: - источник электрической энергии

- реостат

- амперметр

- вольтметр

- электрический ключ

- соединительные провода.

Порядок проведения работы:

1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов.

2. Составить электрическую цепь по схеме, изображённой на рисунке

 

 

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 сопротивление цепи при помощи реостата.

5. Результаты измерений подставить в уравнение .

И решая систему уравнений определить r, а затем e:

,

где r - внутреннее сопротивление цепи,

e -электродвижущая сила источника

 

6. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:

 

№ опыта	сила тока I, А	напряже- ниеие на внешнем участке U, В	внутреннее сопротивление цепи r, Ом	ЭДС, В

 

 

7. После завершения работы сделать вывод.

 

Контрольные вопросы

1. Назвать основные характеристики внутреннего участка электрической цепи.

2. Какой источник электрической энергии использовался в ваших опытах? Укажите какую природу имеют сторонние силы в этом источнике?

3. Укажите причины электрического сопротивления металлического проводника.

4. Какова причина электрического сопротивления внутри источника, который использовался в лабораторной работе?

5. Выполните задания из варианта № ______.