Оборудование

ПРЕДМЕТНАЯ комиссия

Общеобразовательных дисциплин

УТВЕРЖДАЮ

Директор УрПК

_______________ А.А. Басилая

"_____" ______________ 2010 г.

СБОРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ И ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ НА ЕЕ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ

Методические указания

для выполнения лабораторной работы

по учебной дисциплине «Физика»

для студентов Уральского политехнического колледжа,

обучающихся по программе среднего профессионального образования

(базовый уровень)

специальности

080110 «Экономика и бухгалтерский учет»

080501 «Менеджмент»

очная форма обучения

на базе основного общего образования

Новоуральск 2010

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель лабораторной работы – собрать электрическую цепь и определить опытным путем напряжение и силу тока на различных участках электрической цепи.

В лабораторной работе студенты собирают электрическую цепь, состоящую из источника электрической энергии, амперметра, вольтметра, реостата, ключа, соединительных проводов, с помощью приборов измеряют напряжение и силу тока на различных участках электрической цепи, по формуле закона Ома рассчитывают сопротивление цепи.

Студенты приобретают навыки работы с электрическими приборами, сборки электрических цепей по принципиальным схемам, умения практического применения закона Ома.

ТЕОРИЯ

Для поддержания постоянного тока в электрической цепи необходимо, чтобы разность потенциалов (напряжение) на ее концах была неизменной. Для этого используют источник электрической энергии. Главная характеристика источника - электродвижущая сила источника тока (сокращенно, ЭДС). Электродвижущая сила источника тока (ЭДС) измеряется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положения заряда внутри источника тока, и выражается в вольтах и обозначается символом E:

E (1.1)

Для данного источника тока значение ЭДС – величина постоянная, не зависящая от сопротивления цепи, в которую данный источник включается.

Разность потенциалов на полюсах источника образуется вследствие разделения зарядов на положительные и отрицательные сторонними силами (не электрического происхождения). Когда цепь замыкается, разделенные в источнике тока заряды образуют электрическое поле, которое перемещает заряды во внешней цепи (внутри источника заряды движутся навстречу полю под действием сторонних сил).

Таким образом, энергия, запасенная в источнике тока, расходуется на работу по перемещению заряда во внешней цепи с сопротивлением R и во внутренней цепи с сопротивлением r (закон Ома для полной цепи):

E (1.2)

или

E (1.3)

тогда

E (1.4)

где

E – ЭДС данного источника, В;

U_внеш = I·R – падение напряжения во внешней цепи, В;

U_внутр = I·r – падение напряжения во внешней цепи, В;

R – сопротивление внешней цепи, Ом;

r – сопротивление внутренней цепи (внутри источника энергии), Ом;

Тогда сопротивление внутренней цепи:

(1.5)

или с учетом (1.4):

E

(1.6)

Внутреннее сопротивление цепи r данного источника (как и ЭДС), можно считать величиной постоянной. Чем меньше r, т.е. чем меньше U_внутр, тем эффективнее работает источник электрической энергии. Чем больше внешнее сопротивление R, тем меньше сила тока в цепи. (Падение напряжения во внешней цепи равно ЭДС в предельном случае, если внутреннее сопротивление r = 0)

ОБОРУДОВАНИЕ