Реферат Представляемые лабораторные работы рекомендуются для проведения в специализированных классах школ инженерной (авиационной) направленности с углубленным изучением физики, математики по разделу «Электричество»
Скачать 328.55 Kb.
|
ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА
Научиться измерять ЭДС источника тока и косвенными измерениями определять его внутреннее сопротивление, закрепление материала по теме «Закон Ома для замкнутой цепи». Оборудование: аккумулятор или батарейка для карманного фонаря, вольтметр, амперметр, реостат, ключ.
Электродвижущая сила источника тока ε равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда. Измеряется в вольтах. Сторонние – это силы, приводящие в движение заряды внутри всех источников тока против направления действия кулоновских сил. Они, например, заставляют электроны при протекании тока через источник переходить на катод (отрицательный электрод), преодолевая силу кулоновского отталкивания. Все сторонние силы – неэлектростатического происхождения (химические - в гальваническом элементе, магнитные – в генераторах электростанций и д.). Закон Ома – основа всей электротехники постоянных токов. Закон Ома для замкнутой цепи записывают в виде:  (1)Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи. Сила тока зависит от трех величин: ЭДС источника, сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Внутреннее сопротивление источника тока не оказывает заметного влияния на силу тока, если оно мало по сравнению с сопротивлением внешней части цепи (R>>r). При этом напряжение на зажимах источника примерно равно ЭДС. 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ В эксперименте (схема представлена на рис.1) источник тока замкнут на вольтметр, сопротивлении которого Rв должно быть много больше внутреннего сопротивления источника тока r. Обычно сопротивление источника мало, поэтому можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0-6 В и сопротивлением Rв =900 Ом. При разомкнутой внешней цепи (ключ К) ток будет идти только через вольтметр и источник, а поскольку сопротивление вольтметра очень велико, то ток будет очень малым. Напряжение, показываемое вольтметром, будет примерно равно ЭДС источника. Поскольку Rв >>r отличие ЭДС от U не будет превышать десятых долей процента, а потому погрешность измерения ЭДС будет равна погрешности измерения напряжения. Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенным путем, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из Закона Ома для замкнутой цепи получаем  , где U=IR – напряжение на внешней цепи (R – сопротивление реостата). Поэтому   (2)1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке. Покажите ее учителю, получите разрешение на проведение измерений. 2. При разомкнутом ключе проведите измерение ЭДС источника и запишите его в тетрадь. 3. Установите движок реостата в среднее положение. Замкните цепь. Измерьте напряжение и силу тока на внешнем участке цепи с помощью вольтметра и амперметра. Результаты запишите в Таблицу. 4. Повторите п.3 при двух других положениях реостата. 5. Рассчитайте внутреннее сопротивление источника по (2) и результаты запишите в таблицу 1. Таблица 1.
6. Рассчитайте среднее значение емкости и его среднеквадратическую погрешность:  ,  7. Рассчитайте относительную погрешность электроемкости  ∙100%.8. Запишите результат в стандартном виде: r=(<r >±σ) ед изм., δr=….% 4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое сторонние силы источника тока? Каково их происхождение? 2. Дайте определение электродвижущей силы источника (ЭДС). В чем измеряется ЭДС? 3. Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи, содержащей ЭДС. 4. Как зависят показания вольтметра при замкнутом ключе на схеме рис.1 от сопротивления источника? 5. Как измерить ЭДС источника? 5. ЛИТЕРАТУРА к лабораторной работе I. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс. §§107, 108. М.: Просвещение, 2011. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ЦЕПИ С КОНДЕНСАТОРОМ 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Получить навыки сборки электрической цепи по схеме и проведения измерений, закрепление теоретического материала по теме «Переменный ток», и «колебательный контур». Оборудование: источник переменного напряжения (до 6 В), конденсаторы, миллиамперметр переменного тока, вольтметр переменного тока, омметр, соединительные провода.
2.1. Основные понятия Систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, называют конденсатором. При этом толщина слоя диэлектрика мала по сравнению с размерами проводников, называемых при этом обкладками конденсатора. Электроемкость конденсатора – это величина, характеризующая его способность накапливать электрические заряды. Она определяется геометрическими размерами, формой и взаимным расположением обкладок, свойствами диэлектрика между ними. Численно электроемкость С равна заряду, который надо сообщить обкладке, чтобы разность потенциалов между пластинами изменилась на 1 вольт (В) и определяется по формуле:  При подаче переменного напряжения между пластинами конденсатора происходит периодически повторяющиеся процессы зарядки и разрядки конденсатора через внешнюю для него цепь или, иначе – возникает переменный ток в цепи. При этом переноса электрических зарядов через диэлектрик внутри конденсатора не происходит. Заряд на обкладках конденсатора и напряжение между ними будут изменяться по закону:  и  соответственно.Мгновенные значения силы тока в цепи определяются формулой:  .Амплитудное значение силы тока в цепи и напряжения на конденсаторе связаны соотношением:  , где  - емкостное сопротивление.Для описания значения силы тока в цепи переменного тока в электротехнике принято использовать не амплитудные значения силы тока I0 и напряжения U0, а действующие (или эффективные) значения силы тока и напряжения:  ,  . (1)И именно эти значения силы тока и напряжения измеряют с помощью амперметра и вольтметра в цепях переменного тока. 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ С  хема установки приведена на рисунке. Частота напряжения на выходе источника ν=50 Гц. Изменяя напряжение Uд (поворотом соответствующей ручки на панели источника) и измеряя действующее значение силы тока с помощью амперметра, с помощью (1) можно рассчитать емкость конденсатора С:  (2)Равенство (1) справедливо, если пренебречь активным сопротивлением R остальных участков цепи. Тогда должно соблюдаться условие  . (3)При этом пренебрежении расчеты по (1) и (2) допускают относительную ошибку, которую можно грубо оценить как  .1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке. 2. Измерьте с помощью омметра электрическое сопротивление подводящих проводов и амперметра. И запишите его в тетрадь. 3. Установите напряжение на выходе источника 2 В, измерьте силу тока в цепи. Результаты запишите в Таблицу. 4. Повторите п.3 при значениях напряжения 4 и 6 В. 5. Рассчитайте емкость С по (2) и результаты запишите в Таблицу 1. 6. Рассчитайте среднее значение емкости и его среднеквадратическую погрешность:  ,  7. Убедитесь в справедливости условия (3). Запишите соответствующие расчеты в тетрадь. 8. Рассчитайте относительную погрешность электроемкости  9. Запишите результат в стандартном виде: С =(<C >± σ) ед. изм., δС=…. Таблица 1.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое конденсатор? Для чего его используют? 2. Дайте определение электроемкости конденсатора. От чего она зависит? Каковы единицы измерения электроемкости? 3. Что такое действующие значения напряжения и силы тока в цепях переменного тока. 4. Что такое емкостное сопротивление? Как меняется Хс при изменении частоты тока (напряжения) в цепи? 5. ЛИТЕРАТУРА к лабораторной работе
ЛИТЕРАТУРА
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Реферат Блок лабораторных работ, представленных ниже, рекомендуется... Разработка научно-образовательных материалов по школьному лабораторному практикуму по физике | | Реферат Разработаны научно-образовательные материалы для проведения... Создание ним и ном для проведения тестовых занятий по физике (раздел «Электричество») для учащихся специализированных классов средних... |
 | Учебно-воспитательной работе мбоу сош №159 с углубленным изучением... Мы рады приветствовать всех собравшихся в этом зале. Приветствуем всех, кто любит математику, кто учит математике, кто занимается... | | Пояснительная записка Программа научно-технической направленности... Программа научно-технической направленности «Общая биология» рассчитана на учеников 9 – 11 классов школ с общим и углубленным изучением... |
| Программа составлена для преподавания географии в моу «сош №26 г.... Сыктывкара с углубленным изучением отдельных предметов в 10 классах. Преподавание географии осуществляется на основе переработанной... | | Наименование издательство Министерства образования Российской Федерации программы по математике для школ (классов) с углубленным изучением математики (Программы... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Место работы: г. Старая Русса маоу сош №1 с углублённым изучением математики, физики и литературы | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... И. Н. Верещагиной для 7-го класса школ с углубленным изучением английского языка, лицеев, гимназий при учебной нагрузке 4 часа в... |
| Пояснительная записка Программа научно-технической направленности... Программа научно-технической направленности «Анатомия и физиология человека» рассчитана на учеников 9 – 11 классов школ с общим и... | | Программа по физике Настоящая программа составлена на основе ныне действующих учебных программ для школ и классов с углубленным изучением физики |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Место работы: Государственное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №242 с углублённым изучением физики... | | Рабочая учебная программа по геометрии для классов с дополнительной... Министерства образования Российской Федерации программы по математике для школ (классов) с углубленным изучением математики (Программы... |
| Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой... Министерства образования Российской Федерации программы по математике для школ (классов) с углубленным изучением математики (Программы... | | Конспект урока физики «Путешествие в мире физических явлений» Конспект составила Степанова Ольга Николаевна, учитель математики и физики высшей категории моу «Средняя общеобразовательная школа... |
| Учитель математики и информатики I квалификационной категории Касаткина... Школа: средняя общеобразовательная школа №81 с углубленным изучением отдельных предметов (математики, физики и информатики) | | Программа для школ (классов) с углубленным изучением математики Наряду с решением основной задачи углубленное изу чение математики предусматривает формирование у уча щихся устойчивого интереса... |
