4 Контрольные вопросы

4.1 Как изменится напряжение на участке ОВ электрической цепи (рисунок 2), если медную проволоку заменить на нихромовую

О В

Рисунок 2

4.2 Определить сопротивление и длину медной проволоки массой 89 г и сечением 0,1 мм².

Лабораторная работа № 8

Тема: «Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах»

Цель работы: исследовать зависимость мощности, потребляемой лампой накаливания от напряжения на ее зажимах.

В результате выполнения лабораторной работы студенты должны

знать: формулы мощности тока и закона Ома;

уметь: собирать электрическую цепь по схеме, рассчитывать мощность тока, строить графики зависимости мощности и силы тока от напряжения.

1 Краткая теория

Мощность электрического тока Р на участке цепи равна отношению работы тока ко времени, за которое она совершается и определяется по формуле (1):

Р = , (1)

где А – работа электрического тока, Дж

t – время, с.

Используя формулу (2) для работы тока:

A=IUt , (2)

где U – напряжение, В

I – сила тока, А

и формулу (3) закона Ома для участка цепи:

I = , (3)

где R – сопротивление, Ом,

мощность тока можно вычислить по любой из следующих формул(4), (5) и (6):

P = IU (4)

P = (5)

P=I²R (6)

Мощность электрического тока измеряется в ваттах (Вт).

2 Оборудование

2.1 Источник тока.

2.2 Лампа накаливания.

2.3 Амперметр.

2.4 Вольтметр.

2.5 Реостат.

2.6 Ключ.

2.7 Омметр.

2.8 Соединительные провода.

3 Задание для выполнения лабораторной работы

Измерить силу тока и напряжение, вычислить мощность токаи построить графики зависимости мощности и силы тока от напряжения.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Определить цену деления измерительных приборов.

4.2 Омметром измерить сопротивление лампы при комнатной температуре.

4.3 Собрать электрическую цепь по схеме (рисунок 1).

Рисунок 1

4.4 После проверки схемы преподавателем, цепь замкнуть. С помощью реостата установить наименьшее значение напряжения. Записать показания приборов в таблицу 1.

4.5 Постепенно переводя бегунок реостата, снять 10 показаний вольтметра и амперметра.

Таблица 1

№ опыта	Напряжение U, В	Сила тока I, А	Мощность Р, Вт	Сопротивление нити R, Ом	Температура нити t, оС
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

4.6 Для каждого значения напряжения определить мощность, потребляемую лампой по формуле (4).

4.7 Определить значение сопротивления для каждого значения напряжения по формуле (7):

(7)

4.8 Вычислить температуру накала нити при максимальном напряжении по формуле (8):

, (8)

где α – температурный коэффициент сопротивления вольфрама, ⁰С^-1 ,

R_t – наибольшее сопротивление, Ом,

R_{0 –} сопротивление нити при температуре 0⁰С. Учитывая небольшую погрешность, за R₀ можно взять сопротивление лампы при комнатной температуре.

4.9 Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.

4.10 Построить график зависимости мощности, потребляемой лампой от напряжения на ее зажимах. По оси ординат откладывать мощность в ваттах, а по оси абсцисс – напряжение в вольтах. Сделать вывод.

4.11 Построить график зависимости силы тока в лампе от напряжения на ее зажимах. По оси ординат откладывать силу тока в амперах, а по оси абсцисс – напряжение в вольтах. Сделать вывод.