Цель: Продемонстрировать закономерности в электрической цепи, содержащей источник тока

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:

.