Порядок выполнения работы. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Определение 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 (аккумулятор или батарея для карманного фонаря), резистор сопротивлением R = 2,00 Ом, ключ, соединительные провода.

Вывод расчетной формулы

По закону Ома для замкнутой цепи внутреннее сопротивление r источника тока, сопротивление R внешней цепи и сила тока I в ней связаны соотношением

Из него найдем

.

Порядок выполнения работы

1. Соберите цепь, изображенную на рисунке, и измерьте ЭДС источника при разомкнутом ключе К, пользуясь тем, что напряжение между полюсами мало отличается от ЭДС, так как в данной работе сопротивление вольтметра R _в»10³ Ом» r. Измерения ЭДС повторите не менее пяти раз. Вычислите среднее значение á ε ñ. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу.

2. Замкните ключ К. Измерьте силу тока I в цепи не менее пяти раз. Вычислите среднее значение á I ñ. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу.

3. Рассчитайте среднее значение внутреннего сопротивления (r) источника тока. Данные занесите в таблицу.

Таблица

№ опыта	Измерено	Вычислено
ε, В	I, А	r, Ом
Среднее

4. Рассчитайте абсолютную погрешность прямых измерений ЭДС источника тока и силы тока в цепи:

D ε = D_u ε + D₀ ε;

D I = D_u I + D₀ I.

5. Приняв абсолютную погрешность измерения сопротивления резистора D R = 0,12 Ом, вычислите относительную погрешность косвенных измерений внутреннего сопротивления

.

6. Вычислите абсолютную погрешность косвенных измерений внутреннего сопротивления источника тока

D r = ε_r ·á r ñ.

7. Запишите значение ЭДС и относительную погрешность ее прямых измерений в виде:

ε = (á ε ñ ± D ε) Ом·м,· ε_ε = , ε_ε= … %

8. Запишите значение внутреннего сопротивления и относительную погрешность его косвенных измерений в виде:

r = (á r ñ ± D r) Ом·м,· ε_r = … %

Ответьте на контрольные вопросы

1. Почему вольтметр включают в цепь параллельно потребителю? Что произойдет, если вольтметр включить в цепь последовательно?

2. Почему сопротивление амперметра должно быть значительно меньше сопротивления цепи, в которой измеряют ток? Что произойдет, если амперметр включить параллельно потребителю?

3. Почему показания вольтметра при разомкнутом и замкнутом ключе различаются?

4. Как можно повысить точность измерения ЭДС источника тока?

5. При каком значении КПД будет получена максимальная полезная мощность от данного источника тока? Каким должно быть при этом сопротивление внешней цепи по отношению ко внутреннему сопротивлению источника тока?

Выводы: