Дослід 6. Світлові і механічні джерела електричного струму.

Обладнання: фотоелемент селеновий СФ-10 на підставці, гальванометр демонстраційний від амперметра, лампа електрична на підставці, з’єднувальні провідники.

Д ля демонстрації світлових джерел електричного струму можна використати фотоелементи. Збирають установку і при денному освітленні досліджують за допомогою гальванометра появу слабкого струму в колі. Потім фотоелемент освітлюють електричною лампою. Спостерігають, як в міру наближення лампи до фотоелемента струм у колі збільшується і стрілка гальванометра відхиляється на всю шкалу. При затемненні фотоелемента струм майже зникає. У такий спосіб переконуються, що напівпровідниковий фотоелемент являє собою джерело струму, у якому енергія світла перетвориться безпосередньо в електричну.

Д о механічних джерел електричної енергії належать генератори електричного струму. Для демонстрації будови генератора використовують електричну машину постійного струму

Машина може служити джерелом постійного струму, як генератор працює від ручного приводу. В якості генератора з самозбудженням в паралельному (шунтовому) чи послідовному (серієсному) з’єднанні обмоток статора і якоря зі швидкістю 1200 оборотів за хвилину розвиває напругу 4 В при силі струму 2 А.

Дослід 7. Складання електричного кола

Обладнання: Лампочки низьковольтні на підставках - 4 шт. Батарея акумуляторів або гальванічних елементів. Вимикач. Сполучні проводи. Бруски-підставки. Панель з патронами для низьковольтних лампочок.

С кладаючи ту або іншу демонстраційну схему, треба дбати про те, щоб усі прилади і сполучні проводи було добре видно учням. Під час демонстрування того чи іншого досліду треба креслити на дошці схему кола. Учні повинні креслити її в своїх зошитах одночасно з учителем або після демонстрування досліду. Порядок розміщення приладів на схемі має відповідати розміщенню їх на демонстраційному столі.

Показують учням, як складати електричне коло. Складають коло з батареї акумуляторів (джерела електричної енергії), лампочки (споживача енергії), вимикача і сполучних проводів. Учитель звертає увагу учнів на те, як правильно приєднувати проводи до клем і на порядок вмикання приладів у коло в напрямі струму: від клеми батареї акумуляторів, позначеної знаком «+», до вимикача, до електричної лампочки і від неї до клеми із знаком «-». Показують окремі частини цього кола (рис. а), креслять на дошці його схему (рис. б), складають коло. Коли коло замкнене, лампочка світиться. Розповідають учням про порядок розбирання кола: вимикають ключ, від'єднують джерело електричної енергії та інші частини. Проводи збирають і зберігають окремо.

Дослід 8. Залежність сили струму від напруги на ділянці кола і від опору цієї ділянки. Закон Ома.

Обладнання: Акумулятори або гальванічні елементи - 3-5 шт. Вольтметр демонстраційний. Амперметр демонстраційний. Реостат важільний на 10 Ом, 5 А. Магазин опорів демонстраційний. Провідники. Вимикач.

1 . Складають електричне коло, схему якого показано на рис., приєднавши до 1-2 акумуляторів послідовно сполучені амперметр, реостат і вимикач, магазин опорів. Переміщують важіль реостата доти, поки струм у колі не перевищуватиме 0,1 А. Спад напруги на магазині опорів вимірюють вольтметром. Змінюють напругу, приєднуючи три і більше акумуляторів. Покази амперметра і вольтметра записують на дошці. Аналізують добуті дані, встановлюють важливу закономірність: на ділянці кола із сталим опором величина струму прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника.

2. Складають коло за схемою, яку подано на рис. Важільним реостатом встановлюють спочатку опір 1 Ом, а потім 2 і 3 Ом. Записують покази амперметра, підтримуючи сталу напругу на ділянці кола. Роблять висновок про обернену пропорційність між струмом і опором, коли стала напруга.

Дослід 9. Електрорушійна сила і внутрішній опір джерела струму

Обладнання: Реостат з ковзним контактом. Амперметр демонстраційний. Вольтметр демонстраційний. Електролітична ванна з електродами. Провідники. Вимикач. Електроліт.

З бирають електричне коло. В якості джерела вмикають ванну з цинковим і мідним електродами і електролітом. До ам­перметра підбирають шунт силою струму 1А, а до вольтметра - додатковий опір напругою 1 В. При розімкнутому колі вольтметр дає деякі покази. Змінюють положення електродів в ванні, тобто зближують їх і змінюють глибину їх занурення в електроліт. При цьому покази вольтметра не змінюються. Роблять висновок, що ця напруга може служити характеристикою джерела струму, яка залежить тільки від того, які електроди і який електроліт застосовані в даному джерелі струму. Цю характеристику прийнято називати електрорушійною силою джерела. Електрорушійна сила - це енергетична характеристика поля, що створюється джерелом. Вольтметр, підключений до клем джерела струму при розімкнутому електричному колі, вимірює саме ЕРС. Після цього замикають зовнішні кола і спостерігають за показами вольтметра і амперметра. Вольтметр в цьому випадку показує напругу, а амперметр - силу струму в колі.

Не змінюючи навантаження у внутрішньому колі змінюють відстань між електродами, змінюють глибину їх занурення в електроліт. При цьому змінюється як сила струму, так і напруга. Тут в основному слід звернути увагу на зміну сили струму. При збільшені відстані між електродами сила струму зменшується. Чому так відбувається? Ймовірно, тому що змінюється опір на ділянці всередині джерела. Те саме відбувається і при зменшені заглиблення електродів в електроліт. Отже, сила струму в колі залежить не тільки від зовнішнього опору R, але і від внутрішнього опору г. Характер залежності сили струму від ЕРС і опору кола визначається законом, що отримав назву закону Ома для повного кола.