Лабораторная работа : Изучения применения закона ома для цепей постоянного тока 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Лабораторная работа >> Физика


Изучения применения закона ома для цепей постоянного тока




Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНА ОМА ДЛЯ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы:

Углубление знаний о законе Ома для участков цепи и о законе Ома для полной цепи. Применения правил Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока.

Оборудование: учебно-лабораторный стенд «Законы постоянного тока», мультиметр, три-четыре резистора с известными сопротивлениями, два гальванических элемента разных типов, соединительные провода.

Введение

Постановка задачи о расчете цепи постоянного тока: «Зная величины действующих в цепи э.д.с., внутренние сопротивления источников тока и сопротивления всех элементов цепи, рассчитать силы токов на каждом участке цепи и падение напряжения на каждом элементе».

При решении этой задачи используются:

закон Ома для участка цепи

, (1)

I – сила тока, U – напряжение на участке цепи, R – сопротивление участка;

закон Ома для полной цепи

, (2)

I – сила тока, - э.д.с. источника тока, R – сопротивление внешней цепи, r – внутреннее сопротивление источника тока.

Непосредственный расчет разветвленных цепей, содержащих несколько замкнутых контуров и несколько источников тока, производится с помощью двух правил Кихгофа.

Любая точка в разветвленной цепи, в которой сходится не менее трех проводников с током, называется узлом. При этом ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла, - отрицательным.

Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сила токов, сходящихся в узле, равна нулю:

(3)

Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме э.д.с., встречающихся в контуре:

(4)

Описание стенда «Законы постоянного тока»

В работе используется стенд, состоящий из двух источников тока (гальванических элементов), набора из четырёх резисторов с известными сопротивлениями, мультиметра и набора соединительных проводов.

  1. При сборке электрических цепей необходимо обеспечить хороший контакт в каждом соединении.

  2. Соединительные провода закручиваются под клеммы по часовой стрелке.

  3. При измерении сил токов и напряжений щупы мультиметра должны быть плотно прижаты к клеммам.

  4. Измерения производятся при кратковременном замыкании цепи кнопкой.

  5. Не следует длительное время оставлять цепь в собранном состоянии.

Прежде всего, изучите правила измерений с помощью универсального электроизмерительного прибора – мультиметра.

Измерение, обработка и представление результатов измерений

Задание 1. Определение э.д.с. источников тока

Э.д.с. источника тока можно с достаточно большой степенью точности измерить непосредственно с помощью вольтметра. Но при этом следует иметь в виду, что при этом измеряемое напряжение меньше истинного значения э.д.с. на величину падения напряжения на самом источнике тока.

, (5)

где U – показания вольтметра.

Разница между истинным значением э.д.с. и измеренным напряжением при этом равна:

. (6)

При этом относительная погрешность измерения э.д.с. равна:

(7)

Обычно сопротивление источника тока (гальванического элемента) равно несколько Ом (например, 1Ом). Если даже сопротивление вольтметра мало (например, 100 Ом), то и в этом случае погрешность прямого измерения э.д.с. составляет всего  1%. Хороший вольтметр, в том числе используемый в мультиметре, имеет сопротивление порядка 106 Ом. Ясно, что при использовании такого вольтметра можно считать, что показание вольтметра практически равно измеряемой э.д.с источника тока.

1. Подготовьте мультиметр к измерению постоянного напряжения до 2 В.

2. Не вынимая гальванические элементы из креплений, измерьте и запишите их э.д.с. с точностью до сотых долей вольта.

3. Э.д.с. величина всегда положительная. Соблюдайте полярность при подключении мультиметра к источникам тока. Красный щуп мультиметра присоединяется к «+» источника тока.

Задание 2. Измерение внутреннего сопротивления источников тока

Внутреннее сопротивление источника тока можно вычислить с помощью закона Ома:

. (8)

1. Подготовьте мультиметр для измерения силы постоянного тока до 10(20) А.

2. Составьте электрическую цепь из последовательно соединенного источника тока, резистора (одного из набора) и амперметра.

3. Измерьте силу тока в цепи.

4. Рассчитайте и запишите величину внутреннего сопротивления источника.

5. Аналогичные измерения проделайте для другого элемента.

Задание 3. Расчёт электрической цепи постоянного тока

1. Соберите электрическую цепь по схеме, предложенной преподавателем (схемы 1-7).

2. Зачертите схему в отчет по работе и укажите номиналы выбранных резисторов.

3. С помощью правил Кирхгофа рассчитайте силы токов во всех ветвях цепи. Вычислите падения напряжений на каждом резисторе.

4. С помощью мультимета измерьте силу тока в доступном для измерения месте. Измерьте падение напряжения на каждом резисторе.

5. В выводе сравните измеренные и расчетные значения и укажите причины возможных расхождений.

Задание 4. Соединение источников тока в батареи

1. Источники тока могут соединятся в батареи двумя основными способами: параллельно и последовательно. Если источники соединяются последовательно, то их э.д.с. и внутренние сопротивления складываются:

(9)

При параллельном соединении одинаковых источников тока общая э.д.с. батареи равна э.д.с. одного источника, а внутреннее сопротивление батареи в n раз меньше внутреннего сопротивления одного источника тока:

(10)

Соберите цепи по схемам 8, 9, в которых реализуются обе схемы соединения. Рассчитайте и измерьте силу тока в цепи при этих соединениях. В выводе сравните расчетные и измеренные значения.

Отчет по лабораторной работе № 3

Изучение применения закона Ома для расчета цепей постоянного тока

выполненной учащимся школы «Поиск»

…………………………………………………………………………………

«…….»………….. 200….

Задание 1. Определение э.д.с. источников тока

Первый источник тока 1 = ……… В

Второй источник тока 2 = ……… В

Задание 2. Измерение внутреннего сопротивления источников тока

Первый источник тока

R = ……… Ом, I = ……… А, r1 = ……… Ом

Второй источник тока

R = ……… Ом, I = ……… А, r2 = ……… Ом

Таблица 1

I1, А

I2, А

I3, А

U1, В

U2, В

U3, В

Вчисленные значения

Измеренные

значения

Вывод: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Похожие работы:

  • Роль объяснительно-иллюстративных методов обучения при изучении материала физики в 11 классе

    Реферат >> Педагогика
    ... применения таблиц на уроке. Каждый день в течение всей жизни мы постоянно ... объяснении нового материала. Следующая тема для изучения — это "Электромагнитные колебания и ... КТП [2]. 5.Переменный ток — на 14 и 15 уроках 6.Закон Ома для цепи переменного тока — на 14 ...
  • Применение Законов Электродинамики

    Реферат >> Физика
    ... Законы постоянного тока………………………..….13 а) Электрический ток…………………………………13 б) Закон Ома для участка цепи……………………….14 в) Измерение силы тока………………………………15 г) Закон ... тока через электролиты. Вслед за изучением химического действия тока ... Применение законов ...
  • Закон Ома

    Статья >> История техники
    ... изменением силы тока». А ведь закон Ома был опубликован ... батарей. Постоянные (химические) ... тока, a —электродвижущей силой и b+x,—общим сопротивлением цепи. Получив эту формулу, Ом пользуется ею для изучения ... Но практическое применение телеграф получил ...
  • Билеты по физике

    Реферат >> Физика
    ... постоянного тока, мгновенное значение силы тока пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому применяется закон Ома для участка цепи ... тока. Трансформатор. Производство, передача и использование электрической энергии. 3. (Закон на применение закона ...
  • Методическое руководство по расчету машины постоянного тока (МПТ)

    Реферат >> Остальные работы
    ... для студентов заочных отделений вузов специальности “Электромеханика”, занимающихся изучением ... для машин малой мощности весьма перспективно применение постоянных ...  106 (Омм)-1  электропроводность ... Согласно закону полного тока для магнитной цепи справедливо ...
  • ... обучения на уроках физики при изучении темы "Основы электродинамики" в средней школе

    Дипломная работа >> Педагогика
    ... первую формулировку закона сохранения электрического заряда. Открытие постоянного электрического тока и изучение его ... № опыта Сила тока I, А Напряжение U, В Сопротивление R, Ом 1 2 3 4. Используя закон Ома для участка цепи вычислить сопротивление проводника ...
  • Лекции по ТОЭ

    Реферат >> Физика
    ... , получим (1) или для постоянного тока . (2) Формулы (1) и (2) являются аналитическим выражением закона Ома для участка цепи с источником ЭДС, ... применение, например, в различного рода электронных генераторах. Все это обусловливает необходимость изучения ...
  • Разработка сценария обучающей программы

    Курсовая работа >> Педагогика
    ... алгоритмизации. Основная сфера применения этой теории усвоения - изучение алгоритмов решения задач. ... . ИОО2 Законы Закон Ома для участка цепи Законы Кирхгофа ИОО3 Алгоритм расчета линейных электрических цепей постоянного тока по законам Кирхгофа ...
  • Вступительные вопросы по физике для заочников, поступающих в СГАУ.

    Реферат >> Физика
    ... Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление R+r цепи. Произведение силы тока и сопротивления участка цепи ... постоянные магниты. Постоянные магниты находят широкое применение ... фотоэффекте. для изучения внешнего фотоэффекта ...
  • ... и разработка методов и технических средств и измерения для формирования статистических высококачественных моделей радиоэлементов

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... этом случае первый закон Кирхгофа для мгновенных токов, втекающих в ... для развязки указанных цепей. Блок питания (БП) предназначен для электропитания по постоянному току блоков П и У. Применение ... 51 Ом Были ... внимание должно уделяться изучению условий, влияющих ...