behovyh_electromagnetism

Окончание табл. 1

Измерение тока

Для измерения величины тока, протекающего в какой-либо цепи,

в нее ______________________ с исследуемым элементом цепи Rн

включают ___________________ (рис. 5).

лы измерения ___________________, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, то есть измерять силу тока в несколько раз

большую номинального значения I = n I0 , _________________ прибору включают сопротивление Rш , которое называется ____________

________ (рис. 5). При таком включении сопротивления часть тока пойдет по нему (Iш ), а часть – через ________________ (I0 ), напря-

жения на шунте и амперметре при их параллельном соединении будут одинаковы, при этом справедливы соотношения:

I0 Rа = Iш Rш ,

I = I0 n = I0 + Iш.

Решая данную систему уравнений, получим формулу для расчета сопротивления шунта:

Многопредельный _________________ имеет несколько шунтов и переключатель для их включения. Если прибор предназначен для по-

21

стоянной работы с шунтом, то шкала его градуируется сразу в значениях измеряемого тока (I) с учетом коэффициента шунтирования.

Измерение напряжения

Для измерения величины напряжения (U) на каком-либо участке электрической цепи Rн ___________________ этому участку подклю-

чается ______________________ (рис. 6). Чтобы ___________________

не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение и не создал значительных потерь энергии, сопро-

При этом на прибор приходится лишь часть измеряемого напряжения (U), по-прежнему равная U0 , а оставшаяся часть Uд =U −U0 будет

приходиться на добавочное сопротивление. При этом справедливы следующие выражения:

U0 = I RV ,

Uд = I Rд,

U = n U0 = n I RV =Uд +U0.

Шкала прибора часто градуируется с учетом включенного добавочного резистора, особенно для многопредельных приборов.

22

Контрольные вопросы

Вопросы на «удовлетворительно»

1.Что называют пределом измерения прибора?

2.Что называют ценой деления шкалы прибора?

3.Что называют показанием прибора?

4.По какой формуле можно рассчитать цену деления шкалы прибора?

5.Принцип работы приборов магнитоэлектрической системы основан на...

6.Принцип работы приборов электромагнитной системы основан

на...

7.Известно, что многопредельный микроамперметр включен на предел 120 мкА и имеет шкалу, на которой нанесено 30 делений. Какова цена деления данного прибора?

8.Известно, что многопредельный микроамперметр включен на предел 90 мкА и имеет шкалу, на которой нанесено 30 делений. Каково показание прибора на пятнадцатом делении шкалы?

9.Известно, что многопредельный милливольтметр включен на предел 200 мВ и имеет шкалу, на которой нанесено 50 делений. Каково показание прибора на двадцатом делении шкалы?

10.Известно, что многопредельный вольтметр включен на предел 15 В и имеет шкалу, на которой нанесено 30 делений. Какова цена деления данного прибора?

11.Известно, что многопредельный вольтметр включен на предел 15 В и имеет шкалу, на которой нанесено 30 делений. Каково показание прибора на двадцать пятом делении?

12.Известно, что многопредельный ваттметр включен на предел 64 Вт и имеет шкалу, на которой нанесено 16 делений. Какова цена деления данного прибора?

13.Известно, что многопредельный ваттметр включен на предел 64 Вт и имеет шкалу, на которой нанесено 16 делений. Каково показание прибора на седьмом делении ?

14.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора вольтметр?

15.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора

омметр?

23

16.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора амперметр?

17.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора милливольтметр?

18.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора микровольтметр?

19.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора магнитоэлектрический прибор?

20.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора электромагнитный прибор?

21.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора электродинамический прибор?

22.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора защиту от внешних магнитных полей?

23.Каким условным знаком обозначают на шкале прибора защиту от внешних электрических полей?

24.Какой условный знак наносят на шкалу прибора, если этим прибором можно проводить измерения только при вертикальном положении шкалы?

25.Какой условный знак наносят на шкалу прибора, если этим прибором можно проводить измерения только при горизонтальном положении шкалы?

26.Какой условный знак наносят на шкалу прибора, если этим прибором можно проводить измерения только при наклонном положении шкалы?

27.Изобразите схему включения амперметра в измерительную

цепь.

28.Изобразите схему включения вольтметра в измерительную

цепь.

Вопросы на «хорошо»

1.Объясните, что произойдет, если включить в измерительную цепь амперметр параллельно участку с нагрузкой?

2.Объясните, что произойдет, если включить в измерительную цепь вольтметр последовательно участку с нагрузкой?

3.На основании закона Ома и особенностей параллельного и последовательного соединения проводников объясните, почему возможны две схемы для измерения сопротивлений при помощи амперметра

ивольтметра?

24

Вопросы на «отлично»

1.Объясните устройство и принцип работы приборов электростатической системы. Каким значком обозначается электростатическая система?

2.Объясните устройство и принцип работы приборов ферродинамической системы. Каким значком обозначается ферродинамическая система?

3.Объясните устройство и принцип работы ваттметра электромагнитной системы. Нарисуйте электрическую схему прибора и поясните способ включения его в измерительную цепь.

25

Лабораторная работа № 2

ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОМА

Цель работы – опытным путем проверить справедливость закона Ома для участка цепи.

Основные теоретические сведения

Одним из важнейших понятий электродинамики является понятие

электрического тока.

Электрическим током называется ____________________ движение заряженных частиц в ________________________.

Существование электрического тока можно обнаружить по его

действиям. Различают _______________________________________

действия тока. Эти действия зависят от силы тока в электрической цепи.

Сила тока (I) – это ______________ физическая величина, численно равная _____________________, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени:

Сила тока – одна из семи основных единиц СИ, т.е. единица силы тока имеет эталон и определение. На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током – притягивание или отталкивание (магнитное действие тока), в зависимости от направления токов в них.

За единицу силы тока принимают силу не изменяющегося с течением времени тока, при которой отрезки бесконечных параллельных проводников, расположенных друг от друга на расстоянии

_______ в вакууме взаимодействуют с силой ______________, приходящейся на ____________________ их длины. Эту единицу силы тока называют ___________ в честь французского ученого __________

(обозначается ____).

Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать действия электрического тока. Но чтобы управлять током в цепи, надо знать, от чего зависит сила тока в ней.

Электрический ток в цепи не может существовать без электрического ________, которое и упорядочивает движение заряженных час-

26

тиц, поэтому чем сильнее действие электрического ________ на эти частицы, тем ___________ сила тока в цепи. Одной из физических величин, характеризующих действие электрического _______ на заряженные частицы, является электрическое напряжение. Поэтому можно предположить, что сила тока зависит от напряжения.

Электрическим напряжением (U) называется физическая вели-

чина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем _______

_______________________________ сил по перемещению единичного положительного заряда:

Работу ______________ сил по перемещению заряда характеризует величина, которая называется электродвижущей силой (ЭДС – ). Электродвижущая сила (ЭДС – ) – это физическая величина, определяемая работой, совершаемой _______________ силами при перемещении единичного положительного заряда.

Эту работу производят за счет энергии, затрачиваемой в источниках тока (гальванических элементах, аккумуляторах, генераторах и др.). Источник тока преобразует энергию других видов в электриче-

скую энергию, например, _________________, __________________,

__________________.

Работу __________________ сил по перемещению заряда характеризует величина, которая называется разностью потенциалов (∆φ).

Разность потенциалов (∆φ) – это физическая величина, определяемая работой, совершаемой _______________ силами при перемещении единичного положительного заряда.

Таким образом, понятие напряжения является обобщенным понятием разности потенциалов:

Если в электрической цепи нет источников ЭДС, то напряжение равно __________________, а если цепь замкнута, то напряжение равно __________________, т.к. начальная и конечная точка при движении зарядов совпадают.

Единица напряжения (как и разности потенциалов, а также ЭДС) названа ___________ в честь итальянского ученого __________.

Влиять на упорядоченное движение заряженных частиц (на ток) может не только электрическое поле, но и молекулы, атомы или ионы из которых состоит проводник. Таким образом, при одинаковом напряжении в разных проводниках основная характеристика тока –

_____________ – может быть различной, т.е. разные проводники не-

27

одинаково «препятствуют» упорядоченному движению заряженных частиц. Физической величиной, характеризующей свойство проводника препятствовать протеканию электрического тока, является элек-

трическое сопротивление (R). В честь немецкого ученого __________

единица измерения электрического сопротивления названа _________. Впервые установить функциональную зависимость силы тока от свойств электрического поля (выраженных физической величиной – напряжением) и от свойств проводника (выраженных физической величиной – сопротивлением) для однородного участка цепи удалось немецкому физику Г. Ому. В честь него этот закон получил название

закона Ома для однородного участка цепи.

Сила тока на однородном участке электрической цепи

________________________________ электрическому напряжению на этом участке и ______________________________ его электри-

ческому сопротивлению:

Участок цепи называется однородным, если __________________

______________________________________.

Справедлив закон Ома и для неоднородного участка электрической цепи, и для замкнутой цепи.

Блок содержит 33 подготовленных пропуска

Контрольные вопросы

Вопросы на «удовлетворительно»

1.Что называют электрическим током?

2.Какие действия электрического тока существуют?

3.Какое направление условно принимают за направление элек-

трического тока?

4.Что называют силой тока?

5.Единицей силы тока в СИ является...

28

6.Ампер – это...

7.Каким прибором измеряют силу тока в электрических цепях?

8.Какая формула является определяющей для силы тока?

9.Дайте определение электрического напряжения?

10.Какой буквой принято обозначать физическую величину – напряжение?

11.Какой буквой принято обозначать физическую величину – силу тока?

12.Что называют разностью потенциалов?

13.Единицей измерения напряжения в СИ является…

14.Единицей измерения разности потенциалов в СИ является…

15.Что называют электродвижущей силой (ЭДС)?

16.Единицей измерения электродвижущей силы (ЭДС) в СИ яв-

ляется…

17.Каким соотношением связаны между собой величины: напряжение, разность потенциалов, электродвижущая сила (ЭДС)?

18.Если в электрической цепи нет источников ЭДС, то напряжение в этой цепи равно...

19.Если электрическая цепь замкнута, то напряжение в этой цепи равно ...

20.Электрическое сопротивление – это…

21.Единицей измерения электрического сопротивления в СИ яв-

ляется...

22.Ом – это...

23.Какой буквой принято обозначать физическую величину – электрическое сопротивление?

24.Какой участок электрической цепи называют однородным?

25.Закон Ома для однородного участка электрической цепи формулируется следующим образом: …

26.Формула закона Ома для однородного участка электрической цепи имеет вид …

27.Формула закона Ома для полной электрической цепи имеет

вид: …

28.Как изменится сила тока на однородном участке электрической цепи, если на этом участке при неизменном сопротивлении в несколько раз увеличить напряжение?

29.Как изменится напряжение на однородном участке электрической цепи, если увеличить сопротивление этого участка в несколько раз?

30.Как изменится напряжение на однородном участке электрической цепи, если уменьшить сопротивление этого участка в несколько раз?

29

31.Как изменится сопротивление однородного участка электрической цепи, если увеличить напряжение на этом участке в несколько раз?

32.Как изменится сопротивление однородного участка электрической цепи, если уменьшить напряжение на этом участке в несколько раз?

33.График зависимости силы тока от электрического напряжения (при постоянном электрическом сопротивлении) на однородном участке электрической цепи имеет вид …

34.Почему единица измерения силы тока имеет эталон и свое определение, а единицы измерения напряжения и сопротивления нет?

35.Постоянным электрическим током называется...

Вопросы на «хорошо»

1.Поясните причину возникновения электрического сопротивления в металлах, электролитах, полупроводниках.

2.Сформулируйте закон Ома для неоднородного и замкнутого участков цепи.

3.Изложите метод опытной проверки закона Ома для однородного участка цепи. На основании закона Ома и особенностей параллельного и последовательного соединения проводников объясните, почему возможны две схемы установки для проверки закона Ома?

Вопросы на «отлично»

1.Расскажите, как и при каких обстоятельствах был открыт закон Ома.

2.Сформулируйте и запишите закон Ома в дифференциальной

форме.

3.Выведите закон Ома в дифференциальной форме.

4.Выведите закон Ома в интегральной форме.

30