“Фізика”, “Фізика та екологія”. Лабораторна робота № 2 (К), 3 (Т)

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи з дисциплін “Фізика”, “Фізика і екологія” підготовки фахівців за ОКР “Бакалавр” напряму 6.070101 “Транспортні технології (за видами транспорту)”, напряму 6.050101“Інформатика та обчислювальна техніка” галузі знань 0501“Комп'ютерні науки”, напряму 6.170103 “Управління інформаційною безпекою” галузі знань 1701“Інформаційна безпека” / укл. Євсєєва Т. М., О. В. Шаповалов, – Дніпропетровськ: Університет митної справи та фінансів, 2016. – 16 с.

Укладач: Євсєєва Т. М., доц., канд. фіз.-мат. наук, кафедри товарознавства та митної експертизи Університет митної справи та фінансів.

Шаповалов О. В. доц., канд. техн. наук. кафедри товарознавства та митної експертизи Університет митної справи та фінансів

Методичні вказівки до виконання Лабораторної роботи з дисциплін “Фізика”, “Фізика та екологія” є учбовим документом, що визначає тему, зміст, склад, вимоги до виконання, вимоги до оформлення лабораторної роботи за дисципліною у відповідності до освітньо – кваліфікаційної характеристики напряму підготовки з циклу професійної та практичної підготовки для ОКР “бакалавр”, а також надають послідовність викладення матеріалів лабораторної роботи, завдання та контрольні питання, перелік основної та додаткової літератури та джерел електронного доступу.

Додаткова інформація надається окремо у ДОДАТКАХ.

Вивчення дисциплін “Фізика”, “Фізика та екологія” ґрунтується на знаннях, досягненнях та методах фундаментальних та прикладних наук з фізики, філософії, біології, хімії, соціології, психології, екології, економіки, менеджменту тощо, отриманих із матеріалів попередньо опрацьованих дисциплін, спеціальних дисциплін напряму навчання та митного спрямування, особистому життєвому досвіді та ін.

Редактори: Дерев’янко Т. П. Масюк Н. Г. Гончаренко О. В.

Підписано до друку Формат 60´84 1/16. Папір офсетний.

Ум. друк. арк. Облік.-вид. арк. Тираж прим.

Замовлення №

Дніпропетровськ: Академія митної служби України (свідоцтво про видавничу діяльність ДК №10 від 24.02.2000 р.).

49000, М. Дніпропетровськ, вул. Рогальова, 8

ЗМІСТ		ст.
Зміст
1. Лабораторна робота № 2 (К), 3 (Т)
	1.1. Тема: “Визначення ЕРС та внутрішнього опору джерела струму”.
	1.2. Мета.
	1.3. Прилади та обладнання.
2. Теоретичні відомості.
3. Опис експериментальної установки.
4. Порядок виконання роботи.
	4.1. Загальні питання по лабораторній роботі. Техніка безпеки при роботі з електричними приладами.
	4.2. Порядок виконання роботи.
	4.3. Таблиця . Результати вимірювань за дослідами та розрахунків.
	4.4. Розрахунки.
	4.5. Графіки залежностей.
	4.6. Висновки.
5. Контрольні питання.
6. Література.
	6.1. Базова
	6.2. Допоміжна
	6.3. Електронний ресурс
7. ДОДАТКИ.
	Схема та опис лабораторного стенду на базі прибору комбінованого ТЛ-4М.

1. Лабораторна робота № 2 (к), 3 (т)

1.1. Тема	“Визначення ЕРС та внутрішнього опору джерела струму”
1.2. Мета роботи:	Ознайомитись на дослідах з поняттям джерело струму, електрорушійна сила (е.р.с.), внутрішній та зовнішній опір електричного кола, опрацювати методики роботи амперметру та вольтметру, засвоїти один із методів вимірювання е.р.с. джерела електричного струму.
1.3. Прилади та обладнання:	джерело струму для дослідів: акумулятор, гальванічний елемент або стандартне джерело постійного струму; лабораторний електричний стенд на базі прибору комбінованого ТЛ-4М: амперметр, вольтметр, омметр і т.д.; реостат опору повзунковий; вимикач електричний (ключ К); єднальні дроти з клемами.

2. Теоретичні відомості.
Існування постійного струму у замкненому електричному колі можливо лише за наявності в колі пристрою, здатного створювати та підтримувати різницю потенціалів за рахунок роботи сил не електростатичного походження. Такі пристрої звуться джерелами струму. Сили не електростатичного походження, що діють на заряди з боку джерела струму, звуться сторонніми. Природа сторонніх сил може бути самою різною. Наприклад, в гальванічних елементах вони виникають за рахунок енергії хімічних реакцій між електродами та електролітами; в індукційному генераторі – за рахунок механічної енергії обертання ротора генератора, тощо. Під дією створеного поля сторонніх сил електричні заряди рухаються всередині джерела струму проти сил електростатичного поля, завдяки чому на кінцях кола підтримується різниця потенціалів і тоді в замкненому колі тече постійний електричний струм.
Сторонні сили здійснюють роботу по переміщенню електричних зарядів.
Фізична величина, яка визначається роботою, що здійснюється сторонніми силами при переміщенні одиничного позитивного заряду по замкненому колу, називається ЕЛЕКТРОРУШІЙНОЮ СИЛОЮ (е.р.с.), що діє в електричному колі:
е.р.с. = ε = А / Q0, [В]
або.
Uзовн = I Rзовн U вутр. = I r,
де r ―  внутрішній опір джерела струму

Ця робота А здійснюється за рахунок енергії, що витрачається у джерелі струму, тому її можливо назвати е.р.с. джерела струму (ε).

е.р.с., як і потенціал, вимірюється у вольтах (В).

е.р.с. джерела струму можна виміряти за допомогою вольтметра, опір якого значно більший за внутрішній опір r джерела, але таке вимірювання не є точним.

Більш точне визначення е.р.с. можливо здійснити за результатами двох або декількох вимірювань сили струму І та падіння напруги на ділянці кола R вирішенням системи рівнянь на основі закону Ома для повного кола (електричного кола, в склад якого входить джерело струму з внутрішнім опором r):

ε = І (R + r),  В
де U = I R — напруга в зовнішньому електричному колі.

Внутрішній опір джерела струму r визначається аналогічно з системи рівнянь, складених за результатами декількох вимірювань.

ε = І1 (R1 + r) = І1 R1+І1 r = U1 + І1 r, В
ε = І2 (R2 + r) = І2 R2+І2 r = U2 + І2 r, В
r = (U1 ‑ U2) / (I1 ‑ I2), Ом