внутреннего сопротивления источника тока

Лабораторная работа 10

Определение электродвижущей силы и

внутреннего сопротивления источника тока

Цель работы: научиться определять при помощи вольтметра ЭДС и напряжение на зажимах источника тока. Выяснить общие закономерности, выражаемые законом Ома для всей цепи и участка цепи.

Студент должен знать: виды источников тока, физический смысл ЭДС источника, закон Ома для участка и всей цепи.

Студент должен уметь: собирать электрическую цепь по схеме, измерять ток и напряжение, находить ЭДС источника прямыми и косвенными измерениями.

Теоретическое обоснование.

Для получения электрического тока в проводнике необходимо создать и поддерживать на его концах разность потенциалов (напряжение). Для этого используют источник тока. Разность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделения зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние (не электрического происхождения) силы.

Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника тока

Единица электродвижущей силы – 1 В (вольт).

При разомкнутой цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию источника.

При замкнутой цепи запасенная в источнике тока энергия расходуется на перемещение зарядов во внешней и внутренней частях цепи с сопротивлением R и r

При решении системы уравнений

получаем формулы для ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

*

**

Порядок выполнения работы.

I. 1 Определите цену деления и предел измерения амперметра.

2 Определите цену деления и предел измерения вольтметра.

3 Соберите электрическую цепь по схеме (рисунок).

4 При разомкнутой внешней цепи вольтметр измеряет ЭДС источника тока. Запишите показания

5 При замкнутой цепи вольтметр измеряет напряжение U.

6 Постепенно выводя ползунок (передвигая его слева направо) снимите показания амперметра и вольтметра 3 раза.

7 Вычислите по формуле (*) и (**)

8 Найдите среднее значение

9 Данные измерений и вычислений занесите в таблицу.

№ опыта	Сила тока	Напряжение	ЭДС источника	Среднее значение ЭДС источника	ЭДС по вольтметру	Внутреннее сопротивление	Среднее значение внутреннего сопротивления	Относительная погрешность	Относительная погрешность
1.	I	U				r
А	В	В	В	В	Ом	Ом	%	%
2.
3.

10 Сравните ЭДС, измеренное по вольтметру и среднее значение ЭДС, полученное по формуле.

11 Определите абсолютные погрешности внутреннего сопротивления

12 Определите абсолютные погрешности ЭДС.

13 Определите относительные погрешности

ІІ. Проверка закона Ома для полной цепи.

1 Измерьте ЭДС по вольтметру (при разомкнутой внешней цепи).

2 Включите реостат так, чтобы лампочка горела вполнакала.

3 Измерьте силу тока в цепи I

I = ………………………

4 При замкнутой цепи измерьте напряжение на зажимах источника тока U

U =………………………

5 Измерьте падение напряжения в лампочке U_л и в реостате U_р

U_л = ……………………… U_р = …………………………

6 Сравните сумму падений напряжений в лампочке и в реостате с величиной напряжения на зажимах источника тока

Контрольные вопросы.

1 Сформулируйте закон Ома для участка цепи, напишите формулу.

2 Сформулируйте закон Ома для всей цепи, напишите формулу.

3 Почему разные показания вольтметра при разомкнутой и замкнутой цепи?

4 Объясните, почему короткие замыкания опасны для аккумуляторов.

5 Опасны ли для гальванического элемента короткие замыкания?