- •Моделирование электростатических полей
- •Теоретические положения
- •Описание установки и методики измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение ёмкости конденсаторов посредством измерения тока разрядки
- •Описание установки и методики измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение эдс источника методом компенсации
- •Описание методики измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Измерение сопротивления проводников мостиком уитстона
- •Описание метода измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •5. Как зависит сопротивление проводников от температуры? в чем состоит явление сверхпроводимости?
- •Изучение обобщённого закона Ома и измерение электродвижущей силы методом компенсации
- •Теоретическое введение
- •Описание установки и методики измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Порядок выполнения работы
1. Собирают схему по рис.5.2, включив в плечо АВ одно из неизвестных сопротивлений Rx.
2. Ставят движок Д реохорда АС на середину шкалы и ориентировочно подбирают в магазине сопротивления путем поворота его ручек известное сопротивление Ro(0,5 – 1 кОм) так, чтобы оно было близко к сопротивлениюRx испытуемого проводника.
3. Замыкают ключ К1и на мгновение - ключК2. Наблюдают отклонение стрелки гальванометраG(замыкать на более продолжительное время даже уравновешенную схему не следует, т.к. нагревание всех частей схемы током вызывает изменение их сопротивления). Подбирают такое сопротивлениеRo,при котором отклонение стрелки гальванометра будет наименьшим.
4. Полного отсутствия тока в гальванометре добиваются передвижением рукоятки реохорда.
5. Размыкают вначале ключ К2, затем ключК1 и отсчитываютR0, l1, l2.По формуле (5.3) определяют неизвестное сопротивлениеRX1.Опыт проделывают 3 раза и берут среднее значение.
6. Аналогично определяют величину другого неизвестного сопротивления RX 2.
7. Соединяют RX1 и RX2 последовательно и находят общее сопротивлениеRX. Проверяют справедливость соотношения, имеющего место при последовательном соединении проводников:
RX=RX 1+RX 2.
8. Соединяют RX1 и RX2 параллельно. Находят общее сопротивление. Проверяют справедливость соотношений имеющих место при параллельном соединении сопротивлений:
,
.
Все результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
-
Номер измеряемого сопротивления
Номер измере- ния
Результаты измерений
Вычислен-ные значе- ния
R0,Ом
RX, Ом
RXср, Ом
1
1
2
3
2
1
2
3
Последовательное соединение №1и2
1
2
3
Параллельное соединение №1и2
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Дайте определение работы и мощности тока.
2. Сформулируйте законы Кирхгофа.
3. Выведите формулы для расчета сопротивления при последовательном и параллельном соединении участков цепи.
4. В чем сущность метода определения сопротивления проводников с помощью мостика Уитстона?
5. Как зависит сопротивление проводников от температуры? в чем состоит явление сверхпроводимости?
Работа №6
Изучение обобщённого закона Ома и измерение электродвижущей силы методом компенсации
Цель работы: изучение зависимости разности потенциалов на участке цепи, содержащем ЭДС, от силы тока; расчёт ЭДС и полного сопротивления этого участка.
Принадлежности: лабораторная установка, состоящая из лабораторного модуля, источников питания ИП1 и ИП2, а также двух цифровых мультиметров, используемых в качестве вольтметра и миллиамперметра.
Теоретическое введение
Обобщенный закон Ома для произвольного участка цепи имеет вид
IRп = (1 - 2) + i . (6.1)
В такой форме закон Ома применим как для пассивных (однородных) участков цепи, не содержащих источников электрической энергии, так и для активных (неоднородных) участков, содержащих такие источники.
Знак ЭДС принимается положительным, если напряжение поля сторонних сил в источнике совпадает по направлению с током на этом участке. Если ток внутри участка направлен от анода (“+”) к катоду (“-”), то ЭДС этого источника считается отрицательной.
Выражение (6.1) называют обобщённым законом Ома или законом Ома для неоднородного участка цепи.
П
rв
I(R + r) = (1 - 2) + . (6.2)
Закон Ома, применённый к участку 1 – V – 2 (обход через вольтметр), имеет вид
Iв rв = 1 - 2, (6.3)
где Iв – ток, проходящий через вольтметр, rв – сопротивление вольтметра.
Но произведение Iв rв – это показание вольтметра, следовательно, показание вольтметра, подключенного к концам любого участка цепи, всегда равно разности потенциалов между точками подключения прибора.
Из выражения (6.2), обозначив полное сопротивление участка R + r через Rп, получим
1 - 2 = IRп - ,
или 2 - 1 = - IRп . (6.4)
В
Из (6.4) следует, что если сила тока в цепи равна нулю, то разность потенциалов равна ЭДС источника, включённого в рассматриваемый участок, 2 - 1 = , а полное сопротивление участка цепи 1 – 2 равно тангенсу угла наклона прямой (см. рис. 6.2):
R = tg .
Рис
6.2