Лабораторна робота №8

Демонстраційний експеримент до розділу "Електричний струм"

Дослід 1. Електричний струм, умови його виникнення та існування.

О бладнання: порожнисті кулі на ізоляційних штативах - 2 шт., джерело високої напруги, розрядник на ізоляційній ручці з неоновою лампою, ебонітова і скляна палички з шматком хутра, газорозрядна трубка, механічна модель електричного кола на штативі, провідники, гальванометр.

Спочатку демонструють, користуючись двома пустотілими кулями, короткочасний електричний струм (рис.).

Е лектрометр ізолюють від столу. Зарядивши одну з куль, наприклад, від ебонітової палички, а другу – від скляної, спостерігають короткочасний струм за спалахом неонової лампи при нейтралізації зарядів. При цьому стрілка електрометра спаде до нуля, якщо заряди були однакові, або покаже меншу різницю потенціалів.

Для отримання неперервного струму збирають іншу установку (рис.) з джерелом високої напруги, гальванометром, електрометром і газорозрядною трубкою, свічення якої помітно без затемнення. Гальванометр показує наявність електричного струму, а електрометр відзначає наявність різниці потенціалів.

Дослід 2. Теплова і магнітна дія електричного струму.

О бладнання: Джерело електричної енергії. Магнітна стрілка на вертикальному вістрі. Джерела електричної енергії (батарея акумуляторів або гальваніч­них елементів). Стальний стержень. Вимикач. Штативи ізоляційні з клемами - 2 шт. З’єднувальні провідники. Амперметр демонстраційний. Реостат.

Теплову дію електричного струму спостерігають на досліді. Над столом натягають залізний або нікеліновий дріт і вмикають у коло джерела струму. При замиканні електричного ланцюга дріт нагрівається до червоного кольору (рис.).

Магнітна дія електричного струму. Між двома штативами натягують у площині маг­нітного меридіана провідник довжиною 0,4-1 м і вмикають його в електричне коло.

П ід провідником на відстані 1-2см від нього поміщають магнітну стрілку на вертикаль­ному вістрі. До одного з кінців стрілки прикріплюють смужку паперу, щоб учням краще було видно ЇЇ рух. Спо­чатку до стрілки підносять магніт. Потім замикають елек­тричне коло. Магнітна стрілка повертається і розміщується Перпендикулярно до дротини. Розміщують стрілку над провідником і кілька разів змінюють на­прям струму.

Стрілка щоразу повертається, щоб розмісти­тись перпендикулярно до про­відника. Розмикають коло, магнітна стрілка розміщує­ться вздовж дротини. Оскіль­ки струм діє на магнітну стрілку так само, як і маг­ніт, учні впевнюються, що цей дослід ілюструє магнітну дію струму.

Дослід 3. Електричний струм і його хімічна дія.

Обладнання: Набір Горячкіна для електролізу. Банка або ванна. 20-30 % водний розчин мідного купоросу і 5-15 % водний розчин сірчаної кислоти. Джерело електрич­ної енергії (батарея акумуляторів або гальванічних елементів). З’єднувальні провідники. Вимикач. Реостат. Демонстраційний амперметр.

С кляну ванночку наповню­ють 20-30-процентним розчином мідного купоросу і зану­рюють у нього два вугільні електроди. Складають елек­тричне коло. У колі збуджують струм величиною 1 А. Через 2-4 хв виймають негативний електрод з ванни.

На ньому відклався шар міді, добре по­мітний усьому класу. Анод залишився незмінним. На ньому відбувається лише незначне виділення кисню.

Знову вміщують електроди у ванну. Змінюють напрям струму. На негативному електроді виділяється мідь. Шар міді з аноду зникає.

Дослід 4. Провідники і діелектрики.

Обладнання: Джерело електричного струму. Набір провідників та діелектриків. Реостат. Гальванометр. З’єднувальні провідники. Вимикач однополюсний. З’єднувальні провідники.

Скласти коло, де послідовно з’єднати джерело, вимикач, гальванометр. В коло під’єднати по черзі провідники та діелектрики і фіксувати величину сили струму в ньому. Після чого зробити висновки.

Дослід 5. Хімічні і теплові джерела електричного струму.

О бладнання: Набір для електролізу з цинкової, мідної, вугільної і двома свинцевими пластинами. Розчин сірчаної кислоти. Амперметр демонстраційний. Випрямляч В-24. Панелька з маловольтними лампочками. Дзвоник електричний демонстраційний. Перемикач однополюсний. З’єднувальні провідники. Набір гальванічних елементів. Термоелемент.

1. Спочатку збирають найпростіший гальванічний елемент із цинкової і мідної пластин, опущених у 10-15-процентний розчин сірчаної кислоти, і демонструють його дію, використовуючи електричну лампу.

Замінивши мідний електрод вугільним, повторюють дослід і зауважують, що лампа горить дещо яскравіше (ЕРС отриманого елемента 1,4 В). Замість лампи як індикатора струму вмикають електричний дзвоник, що через нетривалий час припиняє працювати.

Щ об відновити роботу елемента, необхідно видалити з мідного чи вугільного електрода газовий шар. Для цього виймають електрод, обмивають його чистою водою і витирають. Елемент знову починає діяти.

2. Одержати електричне джерело можна й за рахунок нагрівання певних речовин - це так звані термоелементи (рис.). Якщо з'єднати два різнорідні провідники і нагріти одне із з'єднань так, щоб ці з'єднання мали різну температуру, то одержимо струм. Особливо ефективним у термоелементах є поєднання металевих провідників і напівпровідників.