Мета роботи: встановити залежність потужності споживача електричної енергії від напруги на його затискачах.
Прилади і матеріали: електрична лампа; джерело постійного струму (на 4 В); лабораторний амперметр (шкільний); лабораторний вольтметр (шкільний); реостат; ключ; з’єднувальні провідники.
Короткі теоретичні відомості
При проходженні
електричного струму по провідниках ним
виконується робота, яка є мірою
перетворення енергії електричного поля
в інші види енергії. Для випадку постійного
струму величина, що дорівнює відношенню
його роботи А
до часу t,
за який ця робота здійснюється, називається
потужністю:
(1). Оскільки
,
то потужність можна виразити наступним
чином:
(2).
З останньої частини формули (2) видно, що потужність залежить від напруги на ділянці електричного кола та її опору. Цю залежність можна дослідити експериментально.
Хід роботи
Складіть електричне коло за схемою (рис.1).
рис.1
Після перевірки кола викладачем замкніть ключ і за допомогою реостата встановити найменше значення сили струму. Зніміть покази амперметра і вольтметра.
Поступово переміщуючи повзунок реостата, зніміть 8-10 показів амперметра і вольтметра.
Для кожного значення напруги і сили струму визначить: потужність P=UI, яка споживається лампою, та опір волоска лампи
. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.
Побудуйте графік залежності потужності, що споживається лампою, від напруги на її клемах (затискачах). Проаналізуйте графік і зробіть висновок.
Таблиця результатів
№ досл. |
I, A |
U, B |
P, Вт |
R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P
,
Вт
0 U, В
Зробіть висновок ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольні питання та завдання
В електричне коло послідовно ввімкнено два однакових за розмірами та формою провідника: мідний і залізний. Який з них нагріється більше? Чому? ________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Унаслідок випаровування нитка розжарення електролампочки тоншає. Що відбудеться з потужністю такої лампочки і чому?_______________________ ________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
Поясніть, від яких величин залежить потужність досліджуваної електричної лампи?__________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
Чи буде постійним опір лампи протягом всього експерименту? Відповідь обґрунтуйте._____________________________________________________ ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Яким прибором безпосередньо вимірюють електричний опір? Потужність? ________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задача. Опір обмотки електромагніту, виготовленої з мідної дроту, при 20 °С був 2 Ом, а після тривалої роботи став 2,4 Ом. До якої температури нагрілась обмотка?
Дано: |
Розв’язок |
|
|
Відповідь:
|