ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17
ТЕМА: ЭДС И ВНУТРЕННЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКА ТОКА.
Цель: Продемонстрировать закономерности в электрической цепи, содержащей источник тока.
Приборы и принадлежности:
1. Демонстрационная доска магнитная
2. Соединительный модуль, прямой, на магнитном держателе DВ
3. Соединительный модуль, угловой, на магнитном держателе DВ
4. Соединительный модуль, Т-образный, на магнитном держателе DВ
5. Выключатель DВ
6. Держатель батарейки
7. Резистор 1 Ом DВ
8. Резистор 10 Ом DВ
9. Электрические символы для демонстрационной доски
10. Соединительный провод, красный, = 100 см
11. Соединительный провод, синий, = 100 см
12. Аналоговый универсальный измерительный прибор, демонстрационный
13. Батарейки 1,5 В R14
Краткая теория
Рассмотрим простейшую полную (т. е. замкнутую; цепь, состоящую из источника тока (гальванического элемента, аккумулятора или генератора) и резистора сопротивлением . Источник тока имеет ЭДС исопротивление . Сопротивление источника часто называют внутренним сопротивлением — в отличие от внешнего сопротивления цепи. В генераторе — это сопротивление обмоток, а в гальваническом элементе — сопротивление раствора электролита и электродов.
|
|
Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи + . Эта связь может быть установлена теоретически, если использовать закон сохранения энергии и закон Джоуля — Ленца.
Пусть за время через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд . Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда можно записать так: . Согласно определению силы тока . Поэтому
.
При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках цепи, сопротивления которых и , выделяется некоторое количество теплоты. По закону Джоуля — Ленца оно равно:
.
По закону сохранения энергии , откуда получаем
.
Произведение силы тока и сопротивления участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равна сумме падений напряжения на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи записывают в виде:
.