Висновок:
1. Яку фізичну величину Ви визначали? Описати, яким чином Ви це робили.
2. Дати аналіз отриманим даним. Для чого Ви розраховували похибки?
Контрольні запитання
1. Що таке питомий опір? Від яких величин він залежить? Формула. Одиниці вимірювання.
2. Чому для виготовлення нагрівальних приладів використовують провідники з великим питомим опором, а для з’єднувальних проводів – з малим?
3. Від чого залежить опір провідників?
4. Сформулювати закон Ома для ділянки кола і в загальному вигляді.
5. Що таке електропровідність і питома електропровідність речовини? Від яких величин він залежить? Формула. Одиниці вимірювання.
6. Розв’яжіть задачу:
Визначте масу нікелінового провідника, якщо через переріз діаметром 0,25 мм2 протягом 2 хв проходить заряд 30 мКл. Різниця потенціалів на кінцях провідника 6 В, його довжина 50 см. Як зміниться отримане значення, якщо:
– збільшити довжину провідника у 10 разів;
– зменшити діаметр провідника у 2 рази;
– замість нікелінового провідника взяти мідний;
7. Заповніть таблицю.
Запишіть фізичні величини, які необхідно виміряти, щоб експериментально визначити питомий опір, а також назви приладів, які вам знадобляться.
Фізична величина |
Позначення |
Одиниці вимірювання |
Прилад для вимірювання фізичної величини |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторна робота
Визначення е.Р.С. І внутрішнього опору джерела електричної енергії
Мета роботи: дослідити джерело струму, визначити його характеристики.
Завдання:
1. Визначити ЕРС джерела струму, його внутрішній опір і струм короткого замикання.
Обладнання та інструменти: джерело струму, реостат, резистор відомого опору, амперметр, вольтметр, ключ, з’єднувальні провідники.
Вказівки на теоретичний матеріал:
Закон Ома для повного кола.
Теоретичні положення
Закон Ома справедливий для провідників, виготовлених із матеріалів, у яких є вільні носії заряду: електрони провідності, дірки або йони. Якщо до таких провідників прикласти напругу, то в провідниках виникає електричне поле, що змушуватиме носії заряду рухатися. Під час цього руху носії заряду прискорюються й збільшують свою кінетичну енергію. Проте зростання енергії носіїв заряду обмежене зіткненнями між собою, зі зміщеними з положень рівноваги внаслідок теплового руху атомами матеріалу, з домішками. При таких зіткненнях надлишкова кінетична енергія носіїв струму передається коливанням кристалічної ґратки, виділяючись у вигляді тепла.
В середньому носії заряду мають швидкість, яка визначається частотою зіткнень. Математичною характеристикою таких зіткнень є час розсіяння і зв'язана із ним довжина вільного пробігу носіїв заряду. Обчислення показують, що середня швидкість носіїв заряду пропорційна прикладеному електричному полю, а отже й напрузі.
Таким чином, у матеріалах із вільними носіями заряду сила струму пропорційна напруженості електричного поля. Проходження струму через матеріал супроводжується виділеннями тепла. Детальніше про це у статті закон Джоуля-Ленца.
У сильних електричних полях закон Ома часто не виконується навіть для гарних провідників, оскільки фізична картина розсіяння носіїв заряду змінюється. Розігнаний до великої швидкості носій заряду може іонізувати нейтральний атом, породжуючи нові носії заряду, які теж у свою чергу вносять вклад у електричний струм. Електричний струм різко, іноді лавиноподібно, наростає.
У деяких матеріалах при низьких температурах процеси розсіяння носіїв заряду гасяться завдяки особливій взаємодії між ними та коливаннями кристалічної ґратки — фононами. В такому випадку виникає явище надпровідності
Закон Ома для повного кола: сила с струму у замкненому колі визначається відношенням електрорушійної сили до повного опору кола.
Рисунок 1. Схема електричного кола для вивчення характеристик джерела струму |
Струм короткого замикання:
Закон Ома для ділянки кола: (3)
|
(1)
(2)