Выполнение работы
1. Измерение ЭДС. Установить переключатель режима работы в положение «ЭДС». Установить на магазине сопротивление 500 Ом, предел измерения миллиамперметра 3 мА. На короткое время нажать на кнопку К и заметить, как отклоняется стрелка гальванометра при протекании тока от исследуемого источника.
Включить блок питания в сеть 220 В.
2. Нажать на кнопку К включения тока через гальванометр. Если стрелка гальванометра отклоняется так же, как при включении только источника тока, то увеличивайте силу компенсирующего тока от блока питания, контролируя его по миллиамперметру. Если стрелка отклоняется в обратном направлении, то уменьшайте силу тока, пока не добьетесь компенсации напряжений.
Повторить измерения не менее пяти раз, изменяя сопротивление в пределах 500 – 3000 Ом. Результаты записать в табл. 1
Таблица 1
Сопротивление R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Сила тока J, мА |
|
|
|
|
|
|
|
ЭДС Е, В |
|
|
|
|
|
< Е>, В |
|
3. Измерение мощности.
Установить и
удерживать пружинный переключатель
режима измерений в положение «Мощность».
Выключить сопротивление магазина, R=0.
Измерить при коротком замыкании силу
тока по миллиамперметру. Цена деления
миллиамперметра
.
Результат записать в табл. 2.
Повторить измерения, изменяя сопротивление с интервалом 100 Ом в диапазоне 0 – 1000 Ом. Результаты записать в табл. 2.
Выключить приборы.
4. Произвести расчеты.
Рассчитать ЭДС исследуемого источника по формуле Е = JR в каждом опыте. Определить среднее значение ЭДС <Е>.
Сопротивление магазина R, Ом |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Сила тока J, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
Полезная мощность Рпол, мВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Полная мощность Рзатр, мВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
КПД |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
5. Оценить случайную погрешность измерения ЭДС по формуле прямых погрешностей
, (6)
где n – число измерений.
6. Рассчитать полезную Рпол =J 2R и полную Рзатр = <Е>J мощности источника тока.
Рассчитать КПД источника по формуле h = Рпол/Рзатр .
7. Построить графики зависимости полезной мощности от сопротивления нагрузки. Построить график КПД от сопротивления нагрузки. Размер графиков не менее половины страницы. На осях координат указать равномерный масштаб. Около точек провести плавные кривые линии так, чтобы отклонения точек от линий были минимальны.
8. Записать результат Е =<E> ±d E, Р = 90%.
Сделать выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Объясните роль источника тока в электрической цепи. Дайте определение электродвижущей силы источника тока (ЭДС).
Выведите, используя закон сохранения энергии, и сформулируйте закон Ома для полной цепи.
Объясните суть компенсационного метода измерения ЭДС. Можно ли измерить ЭДС источника тока вольтметром?
Выведите формулу для полезной мощности источника тока. Изобразите график зависимости полезной мощности от величины сопротивления нагрузки, объясните эту зависимость.
Выведите условие максимальной мощности источника тока.
6. Выведите формулу КПД источника тока. Изобразите график зависимости КПД от сопротивления нагрузки источника тока. Объясните эту зависимость.
Работа 22