Обладнання, яке використовується при виконанні роботи.
Джерела постійної напруги, одне – регульоване, інше – нерегульоване, з напругою на виході 20-24В.
Споживачі енергії R1, R2, R3.
Вимірювальні прилади: амперметр, вольтметр.
Порядок виконання роботи.
Визначення параметрів основних елементів електричного кола.
Визначення величини ЕРС та величини внутрішнього опору r0 кожного джерела.
П ідключивши вольтметр до кожного джерела виміряти їх ЕРС Е1 та Е2 і записати їх у табл.1.1.
1.1.2. Скласти коло, показане на рис.1.6.
Ввмікнути джерело живлення і виміряти
струм у колі і напругу на затискачах дже-
рела живлення.
1.1.3. Обчислити внутрішній опір джере-
ла за формулою і записати у
табл.1.1. Рис.1.6.
Таблиця 1.1.
Е1[В] |
r01[Ом] |
E2[В] |
r02[Ом] |
R1[Ом] |
R2[Ом] |
R3[Ом] |
|
|
|
|
|
|
|
Визначити величину опору навантаження, позначеного як R1, R2, R3. Для цього потрібно виконати наступні дії:
Резистор, величина опору якого буде визначатися, підключити до будь-якого джерела по схемі на рис.1.6.
Виміряти напругу і струм у колі.
Розрахувати величину опору резистора, користуючись законом Ома:
Повторити п.1.2.1.-1.2.3 для кожного резистора і отримані результати записати у табл.1.1.
Перевірка у ході експерименту справедливості законів Кірхгофа.
Скласти коло на рис.1.7.
П еревірити справедливість першого закону Кірхгофа. Для цього потрібно:
Виміряти струми з урахуванням їх знаків та занести у табл.1.2. Для правильного урахування знаку струму необхідно дотримуватись однакового підключення амперметру у кожну Рис.1.7.
гілку ( наприклад, затискач амперметра позначений “*” включати у верхнє гніздо, а затискач, позначений “mA” – у нижнє).
Вказати на схемі напрям струмів. За позитивний обирається напрям струму від затискача амперметра “mA” до затискача “*”. Напрям струму від “*” до “mA” є негативним.
За результатами вимірювань переконатися у виконанні першого закону Кірхгофа.
Таблиця 1.2.
I1[A] |
I2[A] |
I3[A] |
UE1[B] |
UE2[B] |
UR1[B] |
UR2[B] |
UR3[B] |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перевірити справедливість другого закону Кірхгофа. Для цього необхідно:
Позначити полярність напруг на всіх ділянках кола. Струм через резистор тече в напрямку зменшення потенціалу, тобто від точки з більшим потенціалом “+” до точки з меншим потенціалом “-“. Напруга завжди має напрям від “+” до “-“. Тому на резисторі напрям напруги і струму співпадають. Для джерел ЕРС спрямована від “-“ до “+”, тому напруга на затискачах джерела ЕРС направлена назустріч ЕРС.
Виміряти напруги, які вказані в табл.1.2, підключаючи вольтметр відповідно з позначеною на схемі полярністю напруг (затискач вольтметра “V” підключати до точки “+”).
За результатами вимірювань напруг на різник ділянках кола розрахувати алгебраїчну суму напруг U в усіх можливих контурах і переконатися у справедливості другого закону Кірхгофа.
Перевірка справедливості принципу накладання.
Дослідити коло при дії тільки джерела Е1:
Замість джерела Е2 ввімкнути резистор R4, величина опору якого дорівнює величині внутрішнього опору r02 джерела Е2.
Виміряти струму у кожній гілці, дотримуючись однакового підключення амперметру. Дані вимірювань занести у табл.1.3.
Перевірити правильність вимірювань за першим законом Кірхгофа.
Дослідити коло при дії тільки джерела Е2:
Замість джерела Е1 ввімкнути резистор R4, величина опору якого дорівнює величині внутрішнього опору r01 джерела Е1.
Виміряти струму у кожній гілці, дотримуючись однакового підключення амперметру. Дані вимірювань занести у табл.1.3.
Перевірити правильність вимірювань за першим законом Кірхгофа.
Таблиця 1.3.
|
Результати вимірювань |
||
Режим роботи ел. кола |
I1[A] |
I2[A] |
I3[A] |
Е1 0, Е2 = 0 |
|
|
|
Е2 0, Е1 = 0 |
|
|
|
Результат обчислення |
|
|
|
Розрахувати дійсні струми І1, І2, І3 у кожній гілці, як алгебраїчну суму струмів, які спричинені дією Е1 і Е2 окремо.
Порівняти розраховані струми І1, І2, І3 із значеннями струмів, виміряних в досліді при одночасній дії Е1 і Е2 (табл.1.2.); переконатися у справедливості принципу накладання.