Лабораторная работа 2
.pdfЛабораторная работа №2 Закон Ома
Цель работы: исследование влияния сопротивлений ветвей отдельных участков цепи на протекающие токи и падения напряжений.
Оборудование.
Проведение данной лабораторной работы потребует использование следующих устройств
иоборудования:
-блок генераторов напряжений;
-наборная панель;
-набор миниблоков;
-блок мультиметров;
-коннектор;
-соединительные провода и перемычки, питающие кабели.
2.1. Общие сведения
Закон Ома выражает математически соотношение между напряжением U, током I и сопротивлением R на участке цепи с сопротивлением.
I = U / R, U = I R, R = U / I,
где I - ток, А;
U - напряжение, В;
R- сопротивление, Ом.
Взамкнутой цепи с постоянным сопротивлением ток изменяется пропорционально напряжению.
Если при постоянном напряжении изменяется сопротивление, то ток изменяется обратно пропорционально сопротивлению.
2.2. Экспериментальная часть
Задание
Снимите экспериментально и постройте графики зависимостей I = f(U) при R=Const и I = f (R) при U = Const.
Порядок выполнения эксперимента Последовательное соединение сопротивлений
Чтобы построить кривые I = f(U), соберите цепь по схеме (рис. 2.1) и измерьте токи, имеющие место при напряжениях и сопротивлениях, которые указаны в табл. 2.1. В качестве измерительных приборов используйте мультиметры или виртуальные приборы с коннектором.
Рис. 2.1
Таблица 2.1 для Стенда 1
|
U, В |
|
0 |
|
2 |
|
4 |
|
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
12 |
|
|
||||||||
|
I, мА при R=100 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при R=150 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при R=330 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 для Стенда 2 |
|
|||||||
|
U, В |
0 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
12 |
|
|
||||||
I, мА при R=10+22=32 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=22+33=55 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=33+47=80 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 для Стенда 3 |
|
|||||||
|
U, В |
0 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
12 |
|
|
||||||
I, мА при R=10+22=32 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=22+22=44 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=33+22=55 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 для Стенда 4 |
|
|||||||
|
U, В |
|
0 |
|
|
2 |
|
|
4 |
|
6 |
|
8 |
|
10 |
|
12 |
|
||||||||
I, мА при R=47 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=100+22=122 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I, мА при R=150+33=183 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занесите результаты измерения токов в табл. 2.1.
Перенесите данные табл. 2.1 на график зависимости I(U) при трёх значениях сопротивления.
Для построения кривых I = f(R) измерьте токи, имеющие место при напряжениях соответственно 4 В, 8 В и 12 В, в зависимости от сопротивлений, указанных в табл.2.2
Таблица 2.2 для Стенда 1
R, Ом |
100 |
150 |
220 |
330 |
470 |
680 |
1000 |
I, мА при U=12 В |
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=8 В |
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=4 В |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 для Стенда 2
|
R, Ом |
|
10 |
|
22 |
|
33 |
|
47 |
|
|
100 |
|
150 |
|
330 |
|
|
||
|
I, мА при U=4 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=2 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=1 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 для Стенда 3 |
||||||||
|
R, Ом |
10+22 |
10+33 |
10+47 |
100 |
100+22 |
|
100+33 |
|
150 |
|
|
||||||||
|
|
=32 |
=43 |
=57 |
|
|
=122 |
|
=133 |
|
|
|
|
|
||||||
I, мА при U=4 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=3 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=2 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 для Стенда 4 |
||||||||
|
R, Ом |
22+33 |
22+47 |
33+47 |
47+100 |
|
150+10 |
|
|
150+22 |
|
150+33 |
||||||||
|
|
=55 |
=69 |
=80 |
=147 |
|
=160 |
|
|
=172 |
|
|
=183 |
|||||||
I, мА при U=3 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=2 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, мА при U=1 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Занесите данные измерения токов в табл. 2.2 и перенесите их на график для построения семейства зависимостей I = f(R).
Параллельное соединение сопротивлений
Переменным сопротивлением является R2, R1 является в течение всего эксперимента неизменным. Необходимо снять зависимость значений токов I1, I2 и I3 от значения сопротивления R2, т.е. функцию I=f(R2).
Соберите на наборной панели схему, указанную на рисунке 2.2, номиналы сопротивлений указанны в табл. 2.3 и соответствуют миниблокам.
Занесите результаты измерения токов в табл. 2.3.
Отключить напряжение от цепи и произвести измерение общего сопротивления схемы R с помощью мультиметра.
Таблица 2.3 для Стенда 1
R2, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
При R1 = 22 Ом, |
10 |
33 |
47 |
100 |
150 |
330 |
470 |
|
U = 2 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I2, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I3, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 для Стенда 2 |
|||
R2, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
При R1 = 22 Ом, |
10 |
33 |
47 |
100 |
150 |
330 |
470 |
|
U = 4 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I2, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I3, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 для Стенда 3 |
|||
R2, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
При R1 = 33 Ом, |
10 |
33 |
47 |
100 |
150 |
330 |
470 |
|
U = 3 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I2, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I3, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 для Стенда 4 |
|||
R2, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
При R1 = 22 Ом, |
10 |
33 |
47 |
100 |
150 |
330 |
470 |
|
U = 3,5 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I2, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
I3, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
R, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перенесите значения токов табл. 2.3 на график для построения семейства зависимостей I = f(R2).