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 = Du ε + D0 ε;
D I = Du 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 = εr ·á r ñ.
7. Запишите значение ЭДС и относительную погрешность ее прямых измерений в виде:
ε = (á ε ñ ± D ε) Ом·м,· εε = , εε= … %
8. Запишите значение внутреннего сопротивления и относительную погрешность его косвенных измерений в виде:
r = (á r ñ ± D r) Ом·м,· εr = … %
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: