Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.




ИЗМЕРЕНИЯ:

Соберите на экране заданную эквивалентную цепь. Для этого сначала щелкните левой кнопкой мыши над кнопкой ЭДС в нижней части экрана. Переместите маркер мыши на рабочую часть экрана, где расположены точки. Ориентируйтесь на рисунок схемы в описании к данной ЛР. Щелкните левой кнопкой мыши в рабочей части экрана, где будет расположен первый источник ЭДС Переместите маркер мыши вниз на одну клетку и снова щелкните левой кнопкой под тем местом, где расположился первый источник. Там появится второй источник ЭДС Аналогично разместите и третий источник.

Разместите далее последовательно с каждым источником резистор, изображающий его внутреннее сопротивление (нажав предварительно кнопку R в нижней части экрана) и амперметр (кнопка А там же). Затем расположите резистор нагрузки и последовательно соединенный с ним амперметр. Под нагрузкой расположите вольтметр, измеряющий напряжение на нагрузке.

Подключите соединительные провода. Для этого нажмите кнопку провода внизу экрана, после чего переместите маркер мыши в рабочую зону схемы. Щелкните левой кнопкой мыши в точке, где проходит провод.

Установите значения параметров для каждого элемента. Для этого щелкните левой кнопкой мыши на кнопке со стрелкой. Затем щелкните на данном элементе. Подведите маркер мыши к движку появившегося регулятора, нажмите на левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, меняйте величину параметра и установите числовое значение, равное взятому из табл. 1 для вашей бригады.

Установите сопротивления резистора нагрузки R = 1 Ом. Измерьте значения всех токов и напряжения на нагрузке (щелкнув мышью по кнопке «Счет») и запишите их в табл. 2. Меняя сопротивление R, повторите измерения параметров и заполните табл. 2.

Таблица 1. Значения ЭДС и внутреннего сопротивления источников

Бригада                
Е 1, Е 2, Е 3, В 3,7,–2 4,–3,–8 3,6,–4 6,–2,–8 –6,5,8 5,8,–4 –4,6,–7 8,–4,6
R 1, R 2, R 3, Ом 2,1,1 1,3,1 2,1,2 1,1,2 2,1,1 1,2,1 1,1,2 1,3,1
Таблица 2. Результаты измерений Таблица 3. Результаты расчета
  R, Ом I 1, A I 2, A I 3, A I, A U, В   I 1, A I 2, A I 3, A I, A
    4,20 -2,60 2,20 3,80 -3,80   4,2 -2,6 2,2 3,8
    3,53 -2,82 1,53 2,24 -4,47   3,53 -2,82 1,53 2.24
    3,25 -2,92 1,25 1,58 -4,75   3.25 -2,92 1,25 1,58
    3,10 -2,97 1,10 1,23 -4,90   3,097 -2,97 1,097 1,23
      -3     -5     -3    
    2,93 -3,02 0,93 0,84 -5,07   2,93 -3,02 0,93 0,84
    2,88 -3,04 0,88 0,73 -5,12   2,88 -3,04 0,88 0,73
    2,85 -3,05 0,85 0,64 -5,15   2,85 -3,05 0,84 0,64
    2,82 -3,06 0,82 0,58 -5,18   2,82 -3,06 0,82 0,58
    2,79 -3,07 0,79 0,52 -5,21   2,79 -3,07 0,79 0,52
                       
 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

Запишите для вашей цепи решение системы уравнений для всех токов в общем виде.

Рассчитайте значения всех токов для каждого сопротивления нагрузки и запишите в табл. 3.

Постройте график экспериментальной зависимости падения напряжения на нагрузке U от тока I через нее.

Сформулируйте выводы по графику

«ЗАКОН ОМА ДЛЯ НЕОДНООДНОГО УЧАСТКА ЦЕПИ»

 

В данной лабораторной работе изучается модель электрической цепи, содержащей на одном из своих участков источник электродвижущей силы (ЭДС). На этом участке, в зависимости от соотношений между параметрами цепи, разность потенциалов между его крайними точками может менять знак, переходя через 0.

ИЗМЕРЕНИЯ:

Соберите на экране опыта замкнутую цепь, показанную на рис. 1.

Рис. 1

Для этого сначала щелкните левой кнопкой мыши на кнопке ЭДС в нижней части экрана. Переместите маркер мыши на рабочую часть экрана, где расположены точки. Щелкните левой кнопкой мыши в рабочей части экрана, где должен быть расположен источник ЭДС..

Разместите далее последовательно с источником резисторы, выполняющие функции его внутреннего сопротивления r и сопротивления неоднородного участка R 1 (нажав предварительно кнопку в нижней части экрана), и амперметр (кнопка там же). Затем расположите резистор нагрузки (реостат) и последовательно соединенный с ним амперметр. Над участком цепи расположите вольтметр , измеряющий разность потенциалов на этом неоднородном участке цепи.

Соедините все указанные приборы в замкнутую цепь. Для этого нажмите кнопку соединительного провода внизу экрана, после чего переместите маркер мыши в рабочую зону схемы. Щелкайте левой кнопкой мыши в необходимых местах рабочей зоны и сформируйте замкнутую цепь, показанную на рис. 1.

Установите заданные значения параметров для каждого прибора цепи. Для этого щелкните левой кнопкой мыши на кнопке со стрелкой . Затем щелкните на данном приборе. Подведите маркер мыши к движку появившегося регулятора, нажмите на левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, установите значения R 1, r, E, которые указаны в табл. 1 для вашей бригады.

Установите сопротивление реостата R = 1 Ом. Измерьте значения тока и разности потенциалов (щелкнув мышью по кнопке «Счет») и запишите их в табл. 2.

Увеличивая сопротивление реостата R каждый раз на 1 Ом, повторите измерения силы тока и разности потенциалов по п. 5 и заполните табл. 2.

Включите в схему второй источник питания, как показано на рис. 2, и установите значение E2, соответствующее номеру вашей бригады.

Проведите на второй схеме все измерения п. 5, 6.

Рис. 2

Таблица 1. Значения ЭДС (E1 и E2), внутреннего сопротивления

источника (r) и R 1

 

Бригада                
E 1, В 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
Е 2, В –2,5 –3,5 –4,0 –3,5 –3,0 –4,5 –5,0 –5,5
r, Ом 1,0 1,2 `1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4
R 1, Ом 8,0 7,5 7,0 6,5 8,5 9,0 9,5 10,0

 

Таблица 2. Результаты измерений

 

Номер измерения   E 1=_ 8 R 1 =_ 10 _ r =_ 2,4   E 1=_ 8 _ E 2=_ -5,5 _ R 1 = 10 __ r =_ 2,4 _  
R, Ом U, В I, А R, Ом U, В I, А
      0,60   0,60     -4,49   1,01
    1,11   0,56     -3,62   0,94  
    1,56   0,52     -2,87   0,88  
    1,95   0,49     -2,21   0,82  
    2,30 0,46   -1,62 0,78
    2,61 0,43   -1,10 0,73
    2,89 0,41   -0,63 0,70
    3,14 0,39   -0,21 0,66
    3,36 0,37   0,18 0,63
    3,57 0,36   0,53 0,60

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

На одном графике покажите зависимость показаний вольтметра (ось ординат) от силы тока для первой и второй схем (ось абсцисс).

Экстраполируя оба графика до пересечения с осью ординат, определите по формуле (1) экспериментально установленное значение ЭДС (E1) источника тока, включенного в неоднородный участок цепи, и сравните его с установочным значением.

По тангенсу наклона прямой к оси I определите полное сопротивление участка для двух схем и сравните его значение с установочным.

Рассчитайте погрешности измерений и запишите окончательный результат.

Вопросы и задания для самоконтроля

 

1. Что такое электрический ток?

2. Дайте определение величины (силы) тока.

3. Дайте определение разности потенциалов (напряжения).

4. Напишите формулу, связывающую приращение потенциалов и напряжение.

5. Что такое резистор?

6. Напишите формулу для сопротивления последовательно соединенных резисторов.

7. Напишите формулу для сопротивления параллельно соединенных резисторов.

8. Напишите закон Ома для участка цепи. Сравните его с законом Ома в дифференциальной (локальной) форме.

9. Какой участок цепи называется неоднородным?

10. Запишите закон Ома для неоднородного участка цепи.

11. Какими характеристиками описывается источник ЭДС?

12. Сформулируйте первый закон Кирхгофа. Какое свойство заряда он отражает?

13. Запишите формулу для первого закона Кирхгофа.

14. Сформулируйте второй закон Кирхгофа.

15. Запишите формулу для второго закона Кирхгофа.

16. Что такое узел электрической цепи?

Что такое полная электрическая цепь?

17. Дайте определения понятий: разность потенциалов, ЭДС источника тока, напряжение на участке цепи.

18. Что называется сторонней силой? Какова ее природа?

19. Укажите правильное выражение закона Ома для неоднородного участка цепи, показанного на рисунке:

20. Выведите Закон Ома в дифференциальной форме.

21. Что называется удельным сопротивлением проводника? От чего оно зависит?

22. Сформулируйте правила Кирхгофа для разветвленных цепей.

23. Выведите формулы сопротивлений батарей последовательно и параллельно соединенных резисторов.

24. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

25. Объясните принцип действия экспериментальной установки. В чем принципиальная разница первого и второго варианта схем?



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: