Порядок виконання роботи

1. Складіть коло за схемою, зображеною на рис. 1.16.1.

2. За допомогою вольтметра визначить напругу на батареї, коли ключ розімкнено. Це і буде ЕРС батареї відповідно до формули (1.16.7).

3. Встановіть деякий початковий опір реостата. Замкніть ключ і виміряйте силу струму, що протікає через реостат, і напругу на реостаті. Запишіть покази приладів.

4. Змініть опір реостата і запишіть інші значення сили струму і напруги.

5. Виконайте вимірювання сили струму і напруги згідно з пунктами 3 і 4 для 6 різних початкових положень повзунка реостата і запишіть отримані значення в таблицю.

6. Розрахуйте внутрішній опір за формулою (1.16.11) для кожного із 6-ти випадків. Дані запишіть в таблицю 1.16.1.

7. Визначте абсолютну і відносну похибки вимірювання ЕРС.

Таблиця 1.16.1

№ п/п		, mA	, B	, Ом
1	1
	2
. . .	1
	2
6	1
	2

Контрольні запитання

1. Сформулюйте закон Ома для повного кола.

2. Чому дорівнює ЕРС джерела у розімкненому колі?

3. Чим обумовлений внутрішній опір джерела струму?

4. Чим визначається сила струму короткого замикання батареї?

Лабораторна робота №1.17 вимірювання коефіцієнта самоіндукції, ємності і перевірка закону ома для змінного струму

Мета роботи: перевірити закон Ома для змінного струму, виміряти коефіцієнт самоіндукції, виміряти ємність конденсатора.

Прилади: джерело живлення, амперметр, вольтметр, конденсатор, котушка індуктивності, реостат, з’єднувальні провідники.

Теоретичні відомості

Змінним електричним струмом називають струм, який змінюється як за величиною, так і за напрямком. Ми будемо вивчати синусоїдальний струм, для якого та змінюються за законом синуса або косинуса.

Змінний струм має дещо інші порівняно з постійним властивості. Ці відмінності наочно проявляються, коли електричне коло містить котушку (індуктивність) або конденсатор (ємність).

Котушка в колі постійного струму не впливає на величину струму (опором котушки нехтуємо). Котушка в колі змінного струму суттєво змінює величину струму (навіть якщо опором котушки нехтувати).

Конденсатор в колі постійного струму припиняє струм (розриває коло). В коло змінного струму він вносить певний опір, але не припиняє струм.

Розглянемо послідовне з’єднання активного опору, ємності та індуктивності. Нехай струм у колі змінюється за законом , де – амплітуда, – кругова частота. Знайдемо загальну напругу, яка є сумою трьох напруг: на активному опорі, на ємності і на індуктивності, причому кожна з цих напруг змінюється з часом за законом синуса. Оскільки коливання напруги на конденсаторі відстають за фазою на від коливань струму, а на індуктивності випереджають на , то миттєве значення сумарної напруги

(1.17.1)

де – амплітуда напруги на активному опорі, – амплітуда напруги на конденсаторі, – амплітуда напруги на індуктивності. Для знаходження амплітуди коливань напруги в послідовному колі змінного струму скористаємось векторною діаграмою напруг (рис. 1.17.1). Повна напруга є векторною сумою та , причому довжина результуючого вектора дорівнює амплітуді напруги , а кут, утворений результуючим вектором з віссю струмів, – зсув фаз . З трикутника напруг на рис. 1.17.1 одержуємо

(1.17.2)

. (1.17.3)

Тут r, L та C відповідно активний опір, індуктивність та ємність кола.

Формулу (1.17.2) іноді називають законом Ома для змінного струму.

До неї входять та – максимальні значення цих величин. Ефективні значення напруги і струму та пов’язані з та формулами , .

Підставляючи ці вирази та в (1.17.2), одержимо

.

(1.17.4)