Теоретичні відомості

Для отримання електричного струму у провіднику необхідно створити і підтриму вати на його кінцях різницю потенціалів (напругу). Для цього використовують джерело струму. Різниця потенціалів на його полюсах утворюється внаслідок розділення зарядів. Роботу по розділенню зарядів виконують сторонні (неелект-ричного походження) сили.

При розімкненому колі енергія, витрачена в процесі роботи сторонніх сил, перетворюється на енергію джерела струму. При замиканні електричного кола запасена в джерелі струму енергія витрачається на роботу по переміщенню зарядів в зовнішній і внут­рішній частинах кола з опорами відповідно R і r.

Величина, чисельно рівна роботі, яку здійснюють сторонні сили при переміщенні одиничного заряду усередині джерела струму, називається електрорушійною силою джерела струму ε.

Електрорушійну силу і внутрішній опір джерела струму можна визначити експериментально.

Електричне коло, яке використовують у цій роботі, показане на малюнках 1 або 2.

Мал.1 Мал.2

Якщо ключ розімкнуто, ЕРС джерела струму ε чисельно дорівнює напрузі на зовнішньому колі U (ε = U). У цьому випадку джерело струму замкнуто на вольтметр, опір якого має бути в багато разів більший за внутрішній опір джерела струму r (R_B >> r), при тому, що опір джерела струму малий.

Внутрішній опір джерела струму r можна визначити непрямим способом, знявши покази з амперметра і вольтметра тоді, коли ключ замкнуто. Із закону Ома для замкнутого кола , де І — сила струму в колі; ε — EPC; R— зовнішній опір кола ; r— внутрішній опір джерела струму; маємо ε = U + Ir, де U = IR — напруга в зовнішньому колі. Звідки отримуємо розрахункову формулу

Хід роботи

1. Прочитайте інструкцію з охорони праці при виконанні лабораторних робіт з електричними приладами.

2. Ознайомтесь з вимірювальними приладами та визначіть ціну поділки шкали амперметра і вольтметра.

3. Накресліть схему елек­тричного кола, зображеного на малюнку 1 або малюнку 2, відповідно до комплекту обладнання.

4. Складіть елек­тричне коло, правильність складання якого має перевірити викладач.

5. Виміряйте ЕРС джерела струму ε (показання вольтметра при розімкненому ключі).

6. Встановіть певний опір R на реостаті чи магазині опорів.

7. Зніміть пока­зання амперметра І і вольтметра U при замкненому ключі.

8. Повторіть дії, вказані у пунктах 5 - 7 ще два рази.

9. У кожному випадку обчисліть r .

10. Обчисліть r_сер за формулою r _сер = .

11. Обчисліть похибки методом середнього арифметичного:

а) ∆r₁ = |r₁ - r_сер |; ∆r₂ = |r₂- r_сер |; ∆r₃ = |r₃ - r_сер |;

б) ∆r_сер= _; в) δ = ∙ 100%; г) δ_сер= .

12. Запишіть значення внутрішнього опору джерела струму з урахуванням похибки вимірювання у вигляді .

13. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.

14. Зробіть висновок.

Таблиця результатів

№ досліду	ЕРС ε, В	Сила струму І, А	Напруга на зовнішній ділянці кола U, В	Внутрішній опір r , Ом	Серед. знач. внутріш. опору rсер, Ом	Абсолютна похибка ∆r, Ом	Серед. знач. абсолют. похибки ∆rсер, Ом	Серед. знач. віднос. похибки δсер,%	r= rсер ± ∆rсер
1
2
3
сер