Измерение ЭДС
Важная характеристика электрического тока — ЭДС. Значение ЭДС равняется работе неэлектрических сил во время перемещении положительного заряда с отрицательного на положительный. Чем больше электродвижущая сила источника, тем больше значение электрического тока. Значение ЭДС измеряется в В (вольтах)
Вторая характеристика источника тока – его внутреннее сопротивление. Единица измерения — Ом. Это сопротивление источника тока на внутреннем участке цепи, который представлен источником тока. Другое определение внутреннего сопротивления – количественное значение источника тока, показывающее энергетические потери источника при прохождении через него тока.
ЭДС источника и внутреннее сопротивление определяется экспериментально.
Для этого потребуется следующее оборудование:
- Сам источник тока;
- Вольтметр;
- Амперметр;
- Выключатель;
- Реостат;
- Провода.
Процесс измерения ЭДС и внутреннего сопротивления состоит из нескольких шагов:
- Измерение выходного напряжения источника питания без нагрузки;
- Подключение источника к нагрузке;
- Измерение выходного напряжения с нагрузкой;
- Расчет внутреннего сопротивления.
Л.р.»Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока»
Цель работы: вычисление ЭДС и внутреннего сопротивления источника постоянного тока, определение напряжения на участке цепи.
Приборы и принадлежности: амперметр, вольтметр, источник тока, резистор (или реостат) сопротивлением R =4 Ом, ключ, соединительные провода.
Расчетная формула:
По закону Ома для замкнутой цепи внутреннее сопротивление r источника определяется из соотношения , где R – сопротивление внешней цепи, I сила тока в ней, — электродвижущая сила источника тока.
Порядок выполнения работы
- Соберите электрическую цепь по схеме, соблюдая полярность при подключении приборов! Измерьте ЭДС источника при разомкнутом ключе. Измеряемое вольтметром напряжение при этом будет незначительно отличатся от ЭДС, поскольку RV >>r.Повторите измерения (не менее трех раз). Вычислите среднее значение . результаты измерений занесите в таблицу.
- Замкните ключ. Измерьте силу тока I в цепи не менее трех раз. Вычислите среднее значение силы тока в цепи Iср. Результаты измерений занесите в таблицу.
- Рассчитайте средние значение внутреннего сопротивления rсристочника тока. Данные занесите в таблицу.
, В
Физика. 10 класс
Цель: измерить ЭДС и внутреннее сопротивление источника постоянного тока.
Оборудование: гальванический элемент (батарейка 1,5–4,5 В); вольтметр; амперметр; реостат; ключ; соединительные провода.
Вывод расчётных формул
Согласно закону Ома для полной цепи, ЭДС источника тока, его внутреннее сопротивление r, сила тока I в цепи и сопротивление R внешнего участка цепи связаны соотношением = IR + Ir.
С учётом того, что напряжение на внешнем участке цепи U = IR , получим:
Если выполнить непосредственные измерения силы тока I1 и I2 и напряжения U1 и U2 при двух различных значениях сопротивления внешнего участка цепи, то получим систему, состоящую из двух уравнений:
Отсюда внутреннее сопротивление источника постоянного тока , а его ЭДС .
Вместо реостата можно использовать два резистора, сопротивления R1 и R2 которых известны. Тогда формулы для расчёта внутреннего сопротивления r и ЭДС источника постоянного тока примут вид:
Порядок выполнения работы
1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке 231. При разомкнутом ключе проверьте надёжность контактных соединений и правильность подключения электроизмерительных приборов.
2. Проведите не менее шести измерений силы тока и напряжения на внешнем участке цепи при различных положениях подвижного контакта реостата. Вычислите внутреннее сопротивление r и ЭДС источника постоянного тока для каждой пары результатов измерений.
3. Вычислите средние значения внутреннего сопротивления и ЭДС источника тока.
Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу в тетради.
| № опыта | U, В | I, А | r, Ом | , Ом | , В | , В |
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| . |
4. Постройте график зависимости напряжения U на внешнем участке цепи от силы тока I в цепи. Продлите график до пересечения с координатными осями. По графику определите ЭДС источника тока. Используя данные графика, определите внутреннее сопротивление r источника тока.
Из графика и уравнения = U + Ir следует, что при I = 0 (цепь разомкнута) = U ; при U = 0 сила тока в цепи максимальна, и внутреннее сопротивление источника тока можно определить по формуле .
5. При разомкнутом ключе подключите вольтметр к источнику тока и измерьте его ЭДС .
6. Сравните результаты вычисления среднего значения ЭДС источника тока (п. 3), определения ЭДС по графику (п. 4) и прямых измерений ЭДС (п. 5).
7. Вычислите абсолютную погрешность и относительную погрешность прямых измерений ЭДС источника тока: , . Запишите результаты прямых измерений ЭДС источника тока в виде:
Контрольные вопросы
1. Почему отличаются показания вольтметра, подключённого к источнику тока, при разомкнутом и при замкнутом ключе?
2. От чего зависит мощность тока на внешнем участке цепи для данного источника тока?
3. Как изменяется коэффициент полезного действия источника тока при увеличении длины активной части реостата?
Суперзадание
Используя результаты, полученные при выполнении данной работы, определите максимальную мощность тока на внешнем участке полной цепи.
Измерение эдс и внутреннего сопротивления источника тока
Цель работы: изучить метод измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра. Оборудование: металлический планшет, источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, ключ, зажимы, соединительные провода. Для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока собирают электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 1. К источнику тока подключают амперметр, сопротивление и ключ, соединенные последовательно. Кроме того, непосредственно к выходным гнездам источника подключают еще и вольтметр. ЭДС измеряют по показанию вольтметра при разомкнутом ключе. Этот прием определения ЭДС основан на следствии из закона Ома для полной цепи, согласно которому при бесконечно большом сопротивлении внешней цепи напряжение на зажимах источника равно его ЭДС. (См. параграф «Закон Ома для полной цепи» учебника «Физика 10»). Для определения внутреннего сопротивления источника замыкают ключ К. При этом в цепи можно условно выделить два участка: внешний (тот, который подключен к источнику) и внутренний (тот, который находится внутри источника тока). Поскольку ЭДС источника равна сумме падения напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи: ε=Ur+UR, тоUr=ε-UR (1) По закону Ома для участка цепи Ur = I·r (2). Подставив равенство (2) в (1) получают: I·r = ε—Ur,откуда r = (ε—UR)/J Следовательно, чтобы узнать внутреннее сопротивление источника тока, необходимо предварительно определить его ЭДС, затем замкнуть ключ и измерить падение напряжения на внешнем сопротивлении, а также силу тока в нем.
Ход работы
1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
| ε ,в | Ur,B | i,a | r, Ом |
- Начертите в тетради схему для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.
- После проверки схемы соберите электрическую цепь. Ключ разомкните.
- Измерьте величину ЭДС источника.
- Замкните ключ и определите показания амперметра и вольтметра.
- Вычислите внутреннее сопротивление источника.
Определение эдс и внутреннего сопротивления источника тока графическим методом
22.09.2019 137.97 Кб 11 ekzamen_TU.docx
13.03.2015 236.54 Кб 6 Ekz_i_lab_Fin_uch (3).doc
14.09.2019 75.26 Кб 0 EKZ_MAT_2_kurs_10-11.doc
25.09.2019 204.29 Кб 2 EK_ANALIZ_TEST_stud.doc
18.09.2019 101.78 Кб 5 Ek_bezopasnost_-_lektsi.docx
13.03.2015 511.36 Кб 215 Electrichestvo_FL.docx
24.03.2016 652.8 Кб 13 EMM мое.doc
14.07.2019 253.95 Кб 0 EMM-Otchet_pljhyzye.doc
13.03.2015 1.06 Mб 229 en9_uz.pdf
13.11.2019 867.22 Кб 8 Engel — Разностные уравнения в экономике.rtf
13.03.2015 173.57 Кб 9 England_1.doc
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу: