Описание эксперимента

Источником

тока

служит

батарейка

с

достаточно

большим

внутренним сопротивлением.

Резистор R1 перекрывает малую область значений сопротивления и

служит для плавного приближения к режиму короткого замыкания.

Резистор R2 перекрывает большую область значений сопротивления и

служит для приближения к режиму разомкнутой цепи. Кнопочный

выключатель

установлен

для

экономного

использования

энергии

источника только в момент снятия показаний приборов, особенно в

режимах, близких к короткому замыканию.

Рис. 8.3. Схема экспериментальной установки

Порядок выполнения работы

1. Снять не менее 15 показаний значений тока и напряжения при

различных нагрузках в цепи, проходя всю область значений силы тока от

короткого замыкания до значения, близкого к нулю.

42

2. Средние значения ЭДС и внутреннего сопротивления источника

определить из трех сочетаний двух режимов эксплуатации источника, один

из которых близок к короткому замыканию, а другой — к разомкнутой

цепи.

I1



R1 r

и I 2



R2 r

или

откуда

U1 I1r и U 2 I 2 r ,

U U

I 2 I1

(8.6)

(8.7)

а ЭДС определяется подстановкой (8.7) в любую из формул (8.6).

3. По имеющимся теперь значениям , r, I и U найдите значения

функций P0 I, P1 I, P2 I иI . Постройте графики этих функций (для

мощностей на одной координатной плоскости). Убедитесь в совпадении

экспериментальных данных с теоретическими выводами о характере

функций и соотношении между максимальными значениями.

Контрольные вопросы

1. Химический источник тока замкнут на постоянное сопротивление.

Как в процессе длительной работы источника изменяются мощность и

КПД источника?

2. Какой из режимов эксплуатации источника тока при R r или при

R r наиболее приемлем?

3. Чем опасен для химического источника тока режим короткого

замыкания?

4. Аккумулятор и гальванический сухой элемент (батарейка) имеют

одинаковую ЭДС. У какого источника большие возможности по величине

эксплуатационного тока и отдаче мощности? Почему?

43

№	1	2	…	15
I, мA
U, B
P0, мBт
P1, мBт
P2, мBт


r 1 2 ,

Лабораторная работа № 2.9

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

НА ОСИ КОРОТКОГО СОЛЕНОИДА

Цель работы: исследовать изменение индукции магнитного поле

вдоль оси соленоида конечной длины.

Теоретические сведения



Индукцию магнитного поля В , созданного линейным элементом



Лапласа (БСЛ)



dB

4 r 3



.

(10.1)

Индукция

поля

произвольного

проводника

определяется

интегрированием закона БСЛ по всем элементам тока этого проводника.

Для короткого однослойного соленоида в результате этой операции

получается выражение вида

I

2

(10.2)

Здесь n — плотность намотки соленоида (число витков на единицу длины

n

N

L

),1 и 2 — углы зрения из точки внутри соленоида на его оси на

радиусы концевых витков, которые можно определить из соотношений

cos1

2

x

2

и cos 2

L x

2

 R

2

.

Для бесконечно длинного соленоида ( L ) углы зрения1 и 2

обращаются в нули, и тогда

B0 In,

(10.3)

т. е. поле на оси такого соленоида однородно. Такой же результат

получается и для тороидальной катушки.

44

тока Ide на удалении r от него, определяют по закону Био – Савара –

B0 ncos1 2 .

 cos

x R

 L x