Общие теоретические сведения. Простейшая электрическая цепь состоит из источника ЭДС и нагрузки, соединенных между собой с помощью проводников

Простейшая электрическая цепь состоит из источника ЭДС и нагрузки, соединенных между собой с помощью проводников. Энергия от источника ЭДС передаётся в нагрузку. Образуется замкнутая цепь, в которой протекает ток. Для нормальной работы электрической цепи нам необходимо знать величину тока в цепи и значение падения напряжения на нагрузке. Для этого существует закон Ома, который выражается формулой (1):

U = I * R (1)

где I – ток, протекающий через нагрузку, А;

R – сопротивление резистора нагрузки, Ом;

U- падение напряжения на резисторе нагрузки, В.

Из формулы (1), можно получить формулы для расчёта величины тока I, формула (2), а также величины сопротивления резистора R, формула (3).

I = U / R (2)

R= U / I (3)

Таким образом, используя закон Ома можно выполнять предварительный расчёт параметров электрической цепи, для обеспечения нормального режима работы. Нормальным режимом работы принято считать такой режим, при котором, ток в нагрузке не принимает критических значений.

Нарушения в работе электрической цепи могут, происходить по двум основным причинам:

1. в случае короткого замыкания, когда сопротивление нагрузки равно или близко к нулю. Ток в таком случае достигает максимального значения.

2. в случае обрыва в цепи нагрузки, когда сопротивление нагрузки становится бесконечно большим. Ток в таком случае отсутствует.

Рис.1 Исследуемая схема

Порядок выполнения работы:

1. Установить резистор R=24 Ом в соответствующие гнёзда. Переключатель амперметра установить в положение “DCА 200mA”. Переключатель вольтметра установить в положение “DCV 20”. Регулятор R₁ установить на минимальное значение (повернуть против часовой стрелки).

2. Включить питание приборов.

3. Записать показания приборов в таблицу №1.

4. Изменяя положение регулятора R₁ записать показания приборов (сделать 3 измерения).

5. Установить резистор R=33 Ом. Регулятор R₁ установить на минимальное значение (повернуть против часовой стрелки).

6. Записать показания приборов в таблицу №2.

7. Повторить пункт 4.

8. Выключить питание приборов.

По результатам измерений построить графики зависимости напряжения U от тока I для резисторов R=24 Ом и R=33 Ом.

Сделать выводы.

Таблица №1

Показания А
Показания V

Таблица №2

Показания А
Показания V

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой простейшая электрическая цепь?

2. Как меняется ток при увеличении сопротивления нагрузки?

3. Что происходит в цепи в случае короткого замыкания?

4. Что происходит в цепи в случае обрыва?

5. Объяснить закон Ома.

6. Назовите элементы электрической цепи.