Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Електрика.pdf

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
763.69 Кб
Скачать

Електрика

5.Сдвинуть движок потенциометра и вновь добиться компенсации. Измерение проделать три раза.

6.Рассчитать среднее значение э.д.с., среднюю абсолютную и среднюю относительную погрешности измерений.

7.Рассчитать абсолютную погрешность вольтметра по классу точности прибора.

8.Результат измерения записать с той погрешностью, которая окажется

больше.

Измерение э. д. с. источника с помощью известного сопротивления

1.Собрать схему рис. 21. В качестве исследуемого включить тот источник, который в схеме компенсации служил вспомогательным.

2.На магазине сопротивлений установить такое сопротивление, чтобы стрелка миллиамперметра отклонилась примерно на треть шкалы.

3.Записать показание миллиамперметра и значение сопротивления в

таблицу.

4.Произвести еще два аналогичных измерения при токах, больших

первого.

5.По формуле (61) рассчитать три значения э.д.с. источника, попарно комбинируя результаты измерений.

6.Рассчитать среднее значение э.д.с., среднюю абсолютную и среднюю относительную погрешности измерений.

7.Вывести формулу и рассчитать внутреннее сопротивление источника

rx.

Построение графика распределения потенциала вдоль замкнутой цепи

1.

Собрать схему рис. 22. В качестве

R1 и R2

включить

резисторы,

сопротивления которых измерялись мостом Уитстона в работе № 2-2.

2.

Записать значения сопротивлений

R1и R2

и э.д.с.

E1 и E2 ,

измеренные предварительно.

 

 

 

3.Зарисовать схему, обозначив буквами соответствующие точки, как указано на рисунке. На схеме указать направление тока.

4.Принять равным нулю потенциал одной из точек цепи.

5.Соединить эту точку с клеммой вольтметра со знаком (–). Ко второй клемме вольтметра присоединить провод со щупом.

6.Касаясь щупом отмеченных точек, измерить их потенциалы. Если стрелка вольтметра отклоняется влево, поменять проводники местами так, чтобы стрелка отклонилась вправо вдоль шкалы, и показание вольтметра записать с минусом.

7.Для построения графика распределения потенциала необходимо знать

внутренние сопротивления источников r1 и r2. Рассчитать их по закону Ома для неоднородных участков цепи АВ и CD, используя результаты измерений

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

61

Електрика

потенциалов и э.д.с. Предварительно рассчитать ток по закону Ома для одного участка цепи ВС.

8 .Построить график распределения потенциала вдоль цепи AВCDA.

9.Собрать схему рис. 23

10.Измерить потенциалы в соответствующих точках.

11.Построить график распределения потенциала вдоль цепи.

Содержание отчета

1. Перечень приборов с указанием предела шкалы, цены деления шкалы, класса точности.

2.Схема измерений рис. 20.

3.Таблица результатов измерения э.д.с. источника методом компенсации.

4.Расчет погрешности прибора по классу точности вольтметра.

5.Схема измерений рис. 21.

6.Таблица результатов измерения э.д.с. источника с помощью известного сопротивления.

7.Расчет э.д.с. источника с помощью известного сопротивления.

8.Схема измерений рис. 22. Указать направление тока, значения

потенциалов точек А, В. С, D, значения э.д.с. источников E1 и E2 и

сопротивлений резисторов R1 и R2. 9. Расчет тока в цепи.

10.Расчет внутренних сопротивлений источников r1 и r2.

11.График распределения потенциала.

12. Схема измерений рис. 23. Указать направление тока и значения потенциалов точек А, В, С, D.

13. График распределения потенциала.

62

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

Електрика

Контрольные вопросы

1.Что называется потенциалом, напряжением (разностью потенциалов), электродвижущей силой источника, падением напряжения?

2.Как записывается закон Ома для однородного участка цепи, для неоднородного участка цепи, для всей цепи?

3.При каких условиях разность потенциалов на полюсах источников равна его э.д.с.?

4.В чем состоит компенсационный метод измерения э.д.с. источников? Нарисовать схему.

5.В чем состоит метод измерения э.д.с. с помощью известного

сопротивления? Нарисовать схему и вывести формулы расчета Ex и r.

6.Как рассчитать потенциалы отдельных точек цепи, если известны э.д.с. всех источников и сопротивления всех участков цепи?

7.Как экспериментально определяются потенциалы отдельных точек цепи в данной работе?

8.Как определяются ток и внутренние сопротивления источников в данной работе?

Работа № 2-4

МОЩНОСТЬ В ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы

Исследовать зависимость полезной мощности, полной мощности и к.п.д. источника тока:

1)от силы тока в цепи,

2) oт внешнегo сопротивления цепи.

Литература

Савельев И.В. Курс общей физики. — М.; Наука, т. 2, § 37,38, 1978 . Зисман Г.А. и Тодес О.М. Курс общей физики. – М.; Наука, т. 2, § 18,

1874.

Калашников С. Г. Электричество. — М.; Наука, §71,1977.

Приборы и принадлежности

Источник тока, вольтметр, миллиамперметр, потенциометр, магазин сопротивлений.

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

63

Електрика

Описание установки и методика измерения

Для исследования зависимости мощности и к.п.д. источника от силы тока собираем схему, изображенную на рис 24.

В качестве переменного сопротивления включаем потенциометр, имеющийся на панели лабораторного стола. Для этого используем только две клеммы: среднюю и одну из крайних.

Перемещая движок потенциометра, изменяем ток в цепи и напряжение на внешнем сопротивлении. Записав несколько показаний миллиамперметра и соответствующие им показания вольтметра, нужно рассчитать значения полной мощности (39), полезной мощности (40) и к.п.д. источника (43).

По полученным данным строим графики зависимости полной и полезной мощностей и к.п.д. источника от силы тока. Для исследования зависимости полной и

полезной мощностей и к.п.д. источника от внешнего сопротивления цепи собираем сxeму, изображенную на рис. 25

В качестве внешнего сопротивления используется магазин сопротивлений. Изменяя сопротивление магазина, изменяем ток в цепи. Для нескольких значений тока и сопротивления нужно рассчитать значения полной мощности (44), полезной мощности

( P I2R ) и к.п.д. источника (46). По полученным данным строим графики зависимости полной и полезной мощностей и к.п.д. источника от внешнего сопротивления цепи.

Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений

Исследование зависимости полезной и полной мощностей

ик. п. д. источника от силы тока в цепи

1.Собрать схему рис 24. Потенциометр включить как переменное сопротивление.

64

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

Електрика

2.Не записывая показаний приборов, определить минимальные и максимальные значения напряжения и тока. Разбить полученный интервал тока на 1012 примерно равных частей.

3.Изменяя внешнее сопротивление, записать 10—12 значений напряжений и соответствующих им токов.

4.Обязательно сделать измерения при U=E/2.

5.Рассчитать полную и полезную мощность и к.п.д. источника.

6.В одной и той же системе координат построить графики зависимостей

P0 f (I ), P f (I ), f (I ) .

7. По величине тока, при котором полезная мощность максимальна, вычислить внутреннее сопротивление источника.

Исследование зависимости полезной и полной мощностей

ик.п.д. источника от внешнего сопротивления цепи

1.Собрать схему рис. 25. В качестве внешнего сопротивления использовать магазин сопротивлений.

2.Не записывая показаний приборов, определить максимальное и минимальное значения тока в цепи, и полученный интервал разбить на 10—12 примерно равных интервалов.

3.Произвести измерения соответствующих значений тока и внешнего сопротивления. Результаты измерений записать в таблицу.

4.Обязательно сделать измерения при R=r.

5.Рассчитать полную и полезную мощности и к.п.д, источника. Результаты расчетов записать в таблицу.

6.В одной и той же системе координат построить графики зависимости

P0 f (R),P f (R), f (R) .

Содержание отчета

Перечень приборов с указанием предела шкалы, цены деления и класса точности.

Исследование зависимости мощности

ик. п. д. источника от силы тока в цепи

1.Схема измерений рис. 24.

2.Формулы расчета полной мощности, полезной мощности и к. п. д. источника.

3.Значение э.д.с. источника.

4.Таблица результатов измерений тока и напряжения и расчетов полной мощности, полезной, мощности и к.п.д. источника.

5.Графики зависимости полной и полезной мощности и к.п.д. источника от силы тока.

6.Расчет внутреннего сопротивления источника.

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

65

Електрика

Исследование зависимости мощности

ик.п.д. источника от внешнего сопротивления цепи

1.Схема измерений рис. 25.

2.Формулы расчета полной и полезной мощностей и к.п.д. источника.

3.Таблица результатов измерений тока и сопротивления и расчетов полной мощности, полезной мощности и к.п.д. источника.

4.Графики зависимости полной и полезной мощности и к.п.д. источника oт внешнего сопротивления цепи.

Контрольные вопросы

1.Что называется полной мощностью, полезной мощностью и к.п.д. источника электроэнергии?

2.Запишите законы зависимости полной и полезной мощностей и к.п.д. источника от силы тока. При каких значениях силы тока эти величины равны нулю, максимальны?

3.Выведите, при каком значении тока полезная мощность максимальна.

4.Запишите законы зависимости полной и полезной мощностей и к.п.д. источника от внешнего сопротивления цепи. При каких значениях внешнего сопротивления эти величины равны нулю, максимальны?

5.Выведите, при каком значении внешнего сопротивления полезная мощность максимальна.

66

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

Електрика

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова

67

Електрика

68

Видавничий центр УДАЗ ім. О.С. Попова