ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ПЕРЕВІРКА ЗАКОНІВ ОМА І КІРХГОФА
Мета роботи
Вивчення законів Ома та Кірхгофа для нерозгалуженого та розгалужених електричних кіл; визначення напруг та струмів в електричному колі.
Головні задачі дослідження
Експериментальна перевірка законів Ома та Кірхгофа; побудова потенціальних діаграм для одного і того ж контуру у двох випадках (струм в елементах контуру однаковий, струми в елементах контуру різні); виконання теоретичних розрахунків.
Робоче завдання
1. Скласти електричне коло, схема якого зображена на рис.2.1.а. Номінали опорів R1 – R5 занести в таблицю 2.1., приєднати вимірювальні прилади –амперметр (А), вольтметр (V). А – прилад, який призначений для вимірювання струму, в коло вмикається послідовно, струм вимірюється в міліамперах (мА). V – прилад призначений для вимірювання напруги, вмикається паралельно елементам кола, напруга вимірюється в вольтах (В).
Рис. 2.1.а – Монтажна схема – для проведення вимірювань. „+” – додатний затиск приладу, „-” – від’ємний затиск приладу.
Рис.2.1.б. - Принципова схема – для теоретичних розрахунків.
Таблиця 2.1
| R1, ,(Ом) | R2, ,(Ом) | R3, ,(Ом) | R4, ,(Ом) | R5, ,(Ом) | |
| виміряні | |||||
| розраховані |
2. Виконати виміри для визначення ЕРС Е1 та Е2 джерел живлення і їхніх внутрішніх опорів R01 та R02. Результати вимірів і розрахунків занести в таблицю 2.2. (проведення вимірювань дивитися в Л.Р. №1)
Таблиця 2.2
| Джерело живлення |  E,
(В)
| U, (В) | I, (А) |  ,(Ом)
| ||||||
3. При розімкненому вимикачі “К” виконати вимірювання струму в електричному колі та напруг між іменованими точками і потенціалів цих точок, визначивши не лише їхню величину, а й знак. При вимірах потенціалів точку нульового потенціалу задає викладач. Умовний напрямок струму вказаний на рисунку 2.1.а Всі результати цього досліду занести в таблицю 2.3 – в рядок „розімкн.”.
4. Увімкнути вимикач “К” і повторити ті ж виміри, що і в досліді п.3
Всі результати цього досліду також заносяться в табл. 2.3 – в рядок „замкнен.”
Таблиця 2.3.
| полож. вимикача | робота | Uаб | Uбв | Uвг | Uгд | Uдж | Uжа | φа | φб | φв | φг | φд | φж | I1 | I2 | I3 |
| розімкн. | дослід | |||||||||||||||
| замкнен. | дослід | |||||||||||||||
| розімкн. | розрах. | |||||||||||||||
| замкнен. | розрах. |
5. Перевірити відповідність експериментальних даних п.3,4 законам Кірхгофа.
Примітки: 1. Потенціал будь-якої точки вимірюють як напругу між цією точкою і точкою, потенціал якої умовно вважається нульовим.
2. Під час вимірів за допомогою вольтметра слід враховувати не тільки величину, а й знак потенціалу. Від’ємний затиск V „-” приєднується до точки з нульовим потенціалом.
Розрахунково–графічний аналіз результатів експерименту
1. Розрахувати опори резисторів і внутрішні опори джерел, виходячи з результатів вимірів (табл. 2.2 та 2.3).
2. Розрахувати струм у схемі рис.2.1.б при розімкненому ключі за другим законом Кірхгофа.
3. Виходячи з напруги Uаг=φа-φг, а також виміряних ЕРС та опорів, розрахувати за законом Ома струми I1, I2, I3 в вітках схеми рис.2.1.б при замкненому ключі.
4. Використовуючи метод рівнянь Кірхгофа, розрахувати струми I1, I2, I3 в вітках схеми рис.2.1.б при замкненому ключі.
5. Визначити напруги Uад та Uвд, виходячи з відомих струмів, ЕРС, опорів.
6. Вирахувати потенціали іменованих точок схеми рис.2.1.б та різницю потенціалів між точками, зазначеними в таблиці 2.3.
7. Результати всіх розрахунків занести в таблиці 2.1-2.3 і порівняти з відповідними експериментальними вимірами.
8. Побудувати потенціальні діаграми для різних контурів електричного кола при розімкненому та замкненому ключі.
9. Зробити висновки по роботі, враховуючи результати експериментальних та теоретичних досліджень.
