Лабораторные работы II семестра

Лабораторная работа № 1

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Цель: изучить метод измерения электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока, основанный на использовании вольтметра, амперметра и реостата.

 

Краткое теоретическое обоснование

 

К источнику тока с ЭДС и внутренним сопротивлением r подключают в качестве внешнего сопротивления реостат и дважды измеряют силу тока и напряжение при различных его сопротивлениях. Как следует из закона Ома для замкнутой цепи и закона Ома для участка цепи , при сопротивлении реостата R₁, будет выполняться равенство:

 

(1)

 

Аналогично при сопротивлении реостата R₂:

 

(2)

Значения I₁, I₂, U₁ и U₂ определяют по показаниям приборов в ходе проведения опыта.

Система двух уравнений (1) и (2) содержит две неизвестные величины и r.

Решая её относительно этих неизвестных получают расчетные формулы для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:

(3)

(4)

 

Оборудование: Источник постоянного тока типа ВУ-4 (можно использовать аккумулятор или батарейку от карманного фонарика), амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, лабораторный реостат, ключ, соединительные провода.

 

Порядок выполнения работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

 

I1, A	I1 , A	U1, B	U1, B	I2, A	I2 , A	U2, B	U2, B

 

 

2. Начертите в тетради схему электрической цепи экспериментальной установки.

 

 

 

 

3.Соберите электрическую цепь. Перед монтажом цепи ползун реостата пере водят в такое положение, при котором его сопротивление максимально.

4. Убедитесь в том, что ползун реостата находится в положении, при котором сопротивление реостата максимально.

5. Включите источник тока, замкните ключ и измерьте силу тока I₁ и

напряжение U₁.

6. Отключите цепь от источника и переведите движок резистора в среднее положение U₁

7. Еще раз замкните ключ и измерьте силу тока I₂ и напряжение U₂

8. Отключите источник тока от электросети и разберите установку.

9.Определите, используя формулы (3)и (4), значения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

10.Вычислите границы абсолютных погрешностей прямых измерений силы тока и напряжения. Абсолютная погрешность, например, силы тока определяется по формуле D I₁=½I₁-I_ср½, где I_ср= (I₁+I₂) / 2

11.Вычислите границы относительных и абсолютных погрешностей определения ЭДС и r. Запишите полученные значения ЭДС и r с учетом погрешностей:

 

и .

Контрольные вопросы

 

1. Раскройте физический смысл понятия «электродвижущая сила источника тока»

2. Почему, определяя пригодность к использованию гальванического элемента,

недостаточно ограничиться лишь измерением его ЭДС?

З. Верно ли утверждение о том, что внутреннее сопротивление аккумулятора

Может изменяться с течением времени?

 

Лабораторная работа № 2