Порядок выполнения работы

1. Собирают схему по рис.5.2, включив в плечо АВ одно из неизвестных сопротивлений R_x.

2. Ставят движок Д реохорда АС на середину шкалы и ориентировочно подбирают в магазине сопротивления путем поворота его ручек известное сопротивление R_o(0,5 – 1 кОм) так, чтобы оно было близко к сопротивлениюR_x испытуемого проводника.

3. Замыкают ключ К₁и на мгновение - ключК₂. Наблюдают отклонение стрелки гальванометраG(замыкать на более продолжительное время даже уравновешенную схему не следует, т.к. нагревание всех частей схемы током вызывает изменение их сопротивления). Подбирают такое сопротивлениеR_o,при котором отклонение стрелки гальванометра будет наименьшим.

4. Полного отсутствия тока в гальванометре добиваются передвижением рукоятки реохорда.

5. Размыкают вначале ключ К₂, затем ключК₁ и отсчитываютR₀, l₁, l₂.По формуле (5.3) определяют неизвестное сопротивлениеR_X1.Опыт проделывают 3 раза и берут среднее значение.

6. Аналогично определяют величину другого неизвестного сопротивления R_{X 2}.

7. Соединяют R_X1 и R_X2 последовательно и находят общее сопротивлениеR_X. Проверяют справедливость соотношения, имеющего место при последовательном соединении проводников:

R_X=R_{X 1}+R_{X 2.}

8. Соединяют R_X1 и R_X2 параллельно. Находят общее сопротивление. Проверяют справедливость соотношений имеющих место при параллельном соединении сопротивлений:

,

.

Все результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Номер измеряемого сопротивления	Номер измере- ния	Результаты измерений				Вычислен-ные значе- ния
		R0,Ом		RX, Ом	RXср, Ом
1	1 2 3
2	1 2 3
Последовательное соединение №1и2	1 2 3
Параллельное соединение №1и2	1 2 3

Контрольные вопросы

1. Дайте определение работы и мощности тока.

2. Сформулируйте законы Кирхгофа.

3. Выведите формулы для расчета сопротивления при последовательном и параллельном соединении участков цепи.

4. В чем сущность метода определения сопротивления проводников с помощью мостика Уитстона?

5. Как зависит сопротивление проводников от температуры? в чем состоит явление сверхпроводимости?

Работа №6

Изучение обобщённого закона Ома и измерение электродвижущей силы методом компенсации

Цель работы: изучение зависимости разности потенциалов на участке цепи, содержащем ЭДС, от силы тока; расчёт ЭДС и полного сопротивления этого участка.

Принадлежности: лабораторная установка, состоящая из лабораторного модуля, источников питания ИП1 и ИП2, а также двух цифровых мультиметров, используемых в качестве вольтметра и миллиамперметра.

Теоретическое введение

Обобщенный закон Ома для произвольного участка цепи имеет вид

IR_п = (₁ - ₂) + _i . (6.1)

В такой форме закон Ома применим как для пассивных (однородных) участков цепи, не содержащих источников электрической энергии, так и для активных (неоднородных) участков, содержащих такие источники.

Знак ЭДС принимается положительным, если напряжение поля сторонних сил в источнике совпадает по направлению с током на этом участке. Если ток внутри участка направлен от анода (“+”) к катоду (“-”), то ЭДС этого источника считается отрицательной.

Выражение (6.1) называют обобщённым законом Ома или законом Ома для неоднородного участка цепи.

П





r_в

рименим обобщённый закон Ома к участку цепи, изображённому на рис. 6.1. Выберем условно положительное направление тока, как показано на рисунке, и направление обхода от точки 1 к точке 2. Тогда для участка цепи 1––R–2 получим

I(R + r) = (₁ - ₂) + . (6.2)

Закон Ома, применённый к участку 1 – V – 2 (обход через вольтметр), имеет вид

I_в r_в = ₁ - ₂, (6.3)

где I_в – ток, проходящий через вольтметр, r_в – сопротивление вольтметра.

Но произведение I_в r_в – это показание вольтметра, следовательно, показание вольтметра, подключенного к концам любого участка цепи, всегда равно разности потенциалов между точками подключения прибора.

Из выражения (6.2), обозначив полное сопротивление участка R + r через R_п, получим

₁ - ₂ = IR_п - ,

или ₂ - ₁ =  - IR_п . (6.4)

В

ыражение (6.4) представляет собой уравнение прямой в координатах (₂ - ₁, I), изображённой на рис. 6.2.

Из (6.4) следует, что если сила тока в цепи равна нулю, то разность потенциалов равна ЭДС источника, включённого в рассматриваемый участок, ₂ - ₁ = , а полное сопротивление участка цепи 1 – 2 равно тангенсу угла  наклона прямой (см. рис. 6.2):

R = tg .

Рис 6.2