МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

БЕЛАРУСЬ

Гомельский государственный технический университет

имени П.О.Сухого

Кафедра физики

Лабораторная работа № 2-4

Изучение законов постоянного тока.

Выполнил студент гр. Д-21

Нагель С.А.

Принял преподаватель

Курбатова Л.М.

г. Гомель, 2002

Лабораторная работа № 2-4

Изучение законов постоянного тока.

Цель работы: Изучить законы постоянного тока.

Приборы и принадлежности: два источника питания, миллиамперметр (магнитно-электрической системы, предел измерения 100 мА), вольтметр(магнитно-электрической системы, предел измерения 6В), потенциометр, сопротивления.

Теоретическая часть

Упорядоченное движение электрических зарядов называется электрическим током. Электрические заряды, обуславливающие электрический ток, называются носителями тока. В металлах и полупроводниках носителями электрического заряда являются электроны, в электролитах и ионизированных газах—носителями тока являются положительные и отрицательные ионы. За направление тока условились считать направление движения положительных частиц. Линии, вдоль которых движутся заряженные частицы называются линиями тока. Для количественной характеристики электрического тока служат: плотность тока и сила тока. Плотность тока равна величине заряда, проходящего в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к линиям тока:

Плотность тока—величина векторная. Направление вектора совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов.

Сила тока—скалярная величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

Зная вектор плотности тока в каждой точке проводника, можно выразить через него силу тока:

где -- составляющая плотности тока, перпендикулярная к ds.

Если плотность тока и сила тока не меняются во времени, то в проводнике течёт постоянный ток, т. е. Сила тока одинакова во всех сечениях проводника.

Уравнение непрерывности:

В дифференциальной форме: , где

Разделение зарядов и их перенос осуществляет устройство, называемое источником тока, которое действует на заряды силами не электростатического происхождения (сторонними силами). Сторонние силы, перемещая электрические заряды, совершают работу. Физическая величина, равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой:

Сторонняя сила

Тогда работа сторонних сил равна:

Работа результирующей силы на участке 1-2 равна:

Работа электростатических сил по замкнутой цепи равна нулю.

Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется напряжением.

Участок цепи на котором не действуют сторонние силы называется однородным. Участок, на котором на носители действуют сторонние силы называется неоднородным. Для каждого проводника существует однозначная зависимость между напряжением, приложенным к концам проводника, и силой тока в нём

, где -- электропроводность проводника.

Закон Ома для участка цепи:

Закон Ома в дифференциальной форме:

Закон Ома для однородного участка цепи, т. е. В котором не действует э. д.с.

Закон Ома в дифференциальной форме для неоднородного участка цепи:

Ход работы.

1. Собираем электрическую схему:

2. Включаем установку.

3. Записываем показания (т.к. R<<r).

4. Изменяя сопротивление R от 0 до 130 Ом, записываем показания в таблицу.

№	R (Ом)	I (mA)	U (B)	P полезн. (Вт)	Η
1	0	52	4,5	0,234	0,563
2	25	40	5,5	0,220	0,688
3	50	38	5,5	0,209	0,688
4	75	36	5,5	0,198	0,688
5	100	32	6,0	0,192	0,750
6	125	28	6,0	0,168	0,750
7	150	26	6,0	0,156	0,750
8	175	24	6,5	0,156	0,813
9	200	22	6,5	0,143	0,813
10	250	19	6,5	0,123	0,813
11	300	17	6,5	0,110	0,813
12	350	15	7,0	0,105	0,875
13	400	14	7,0	0,098	0,875
14	450	12	7,0	0,084	0,875
15	500	12	7,0	0,084	0,875
16	525	11	7,0	0,077	0,875
17	600	10	7,0	0,070	0,875
18	800	8	7,5	0,060	0,938
19	1050	4	7,5	0,030	0,938
20		0	8,0	0,000	1,000

5. Строим графики зависимости

6. Строим графики зависимости

6. Строим графики зависимости

Вывод: В результате проделанной работы мы изучили законы постоянного тока (Законы Ома), и законы Кирхгофа для цепей постоянного тока.