Порядок выполнения работы
1. Соберите схему, показанную на рис. 3. (Резисторы R1 и R2 находятся на планшете М03, источник переменного напряжения 12 В - на вертикальной стенке модуля).
2. Изменяя сопротивление R2, проведите необходимое количество измерений силы тока (10 измерений) и соответствующее каждому значению тока напряжение. Силу тока изменяйте так, чтобы от максимального до
-7-
минимального значения ток изменялся через примерно равные промежутки.
Максимальный ток получите, соединив клеммы 1 и 2 на планшете проводником (см. рис. 3) . При измерении ЭДС необходимо разомкнуть цепь резисторов R1 и R2, при этом ток в цепи становится практически равным нулю, т. к. входное сопротивление вольтметра очень велико.
3. Данные занесите в таблицу.
4. Для каждого измерения вычислите и запишите значения R = U/I, Р, Ре, Pi, , r в соответствующие столбцы таблицы.
Рис.3
Таблица
№ |
I (тА) |
и (В) |
R (Ом) |
P=I (мВт) |
Pe=IU (мВт) |
Рi=Р-Рe (мВт) |
(%) |
r=P/I2 (Ом) |
ri - <r>
|
(ri-<r>)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
|
5. Рассчитайте среднее значение внутреннего сопротивления и абсолютную погрешность его измерения методом Стьюдента
;
, (32)
где ri - каждое очередное значение r, п – количество измерений,
t( ,n) - коэффициент Стьюдента.
6. Результат запишите в стандартном виде:
r = (< r > ± r) Ом; =r/r , при = 0,95.
-8-
7. Постройте графики зависимостей:
а) полной, полезной и внутренней мощности от силы тока I (на одном планшете).
б) полной, полезной и внутренней мощности от внешнего сопротивления R (на другом планшете).
в) КПД от силы тока и от сопротивления R (на третьем планшете).
8. Из графиков определите максимальную полезную мощность Ре тах.
9. Из графика Ре от R определите внутреннее сопротивление источника тока r. Сравните полученное значение r со средним из таблицы.
Контрольные вопросы
1. Характеристики электрического тока: сила и плотность тока, ЭДС, напряжение, разность потенциалов, сопротивление однородного проводника, удельное сопротивление и удельная проводимость.
2. Закон Ома в интегральной и дифференциальной форме. Закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи.
3. Закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Полная, внутренняя и полезная мощность. КПД источника тока. Зависимость полезной мощности и КПД от силы тока 7 и от сопротивления нагрузки R .
4. Эффективное и мгновенное напряжение. Вывод эффективного значения при гармонической форме напряжения.