Параллельное соединение проводников

Работа № Э-12

Цель работы - экспериментальное определение полного сопротивления трех параллельно включенных резисторов.

 

В работе используются:

- резисторы R1 = 20 Ом; R2 = 30 Ом; R3 = 51 Ом; R4 = 100 Ом (потенциометр);

- тумблер SA;

- соединительные провода.

Соберите электрическую схему, пользуясь рис.1

 

1. Включите стенд. Установите выходное напряжение источника питания ИП1, равное 2,5 В. Включите тумблер SA. Измерьте ток от источника питания ИП1 (ток в общей цепи) I_О = I₁ + I₂ + I₃ - суммарный ток трех параллельно включенных резисторов.

Отключите перемычку 2. При этом ток уменьшится, так как в общей цепи останутся параллельно включенные резисторы R1 и R2. Ток в общей цепи будет равен сумме токов этих резисторов - I₁ + I₂.

Отключите перемычку 1. Ток вновь уменьшится - в общей цепи останется один резистор R1. Ток в общей цепи будет током I₁ этого резистора.

Пользуясь полученными значениями токов в цепи, рассчитайте токи I₂ и I₃.

Аналогично выполните измерения и расчеты для напряжения источника питания, равного 5 В. При этом напряжении включать тумблер SA следует на короткое время, достаточное для получения отсчета.

Результаты измерений и расчетов занесите в табл.1.

Таблица 1

Ток, мА

 

Напряжение U, I₁ I₂ I₃ I₁ + I₂ I₁ + I₂ + I₃

 

2,5

 

 

2. Вычислите полное сопротивление цепи для тока источника питания, используя данные табл.1:

R _{полн 1} = U/I_О ( 1)

.

I0=I1+I2+I3 (2)

3. Используя закон Ома (формула 1), вычислите истинные величины сопротивлений R1,R2,R3 и результаты занесите в табл.2

Таблица 2

 

 

Напряжение	Rполн 1	R1=20ом	R2=30ом	R3=51ом	Rполн2	Rполн3
2,5в
5в

 

 

4. Вычислите полное сопротивление цепи через номиналы величин сопротивлений резисторов, указанных на их корпусах, по формуле

1/R _{полн 2}= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. (3)

Аналогично вычислите полное сопротивление цепи (R_полн3), используя истинные величины сопротивлений R1,R2,R3 из табл.2

Сравните полученные значения полного сопротивления цепи.

 

5. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешности измерения полного сопротивления цепи по формулам /4/ и /5/:

 

Δ = R_полн1max ^_ R_полн1min (4)

 

δ = % (5)

 

 

6. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешность измерения полного сопротивления цепи, используя методику расчета погрешности при косвенных измерениях:

 

 

Величины ΔU_полн и ΔI принять равными половине цены деления той шкалы, по которой производился отсчет.

 

4. Замените три резистора цепи одним переменным резистором R4 с полным сопротивлением 100 Ом. Подберите его сопротивление таким, чтобы ток в цепи был равен общему току I_О. Полученный резистор эквивалентно заменяет три резистора, его сопротивление равно полному сопротивлению цепи.

 

Выводы: полное сопротивление цепи, состоящей из параллельно включенных резисторов, определяется как величина, обратная сумме проводимостей отдельных резисторов; резистор, ток и напряжение которого равны току и напряжению цепи является для нее эквивалентным, его сопротивление равно полному сопротивлению цепи.

 

Контрольные вопросы

1. Две электрические лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки 360ом, сопротивление второй 240ом. Какая из лампочек поглощает большую мощность? Во сколько раз?

2. Какую мощность будет рассеивать эквивалентный резистор, если каждый из n одинаковых параллельно включенных резисторов цепи рассеивает по 1 Вт?

3. На сколько равных частей требуется разрезать проводник, чтобы при параллельном соединении частей получить сопротивление в n раз меньше?