101 все для учня
1. Дані вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.
Ε ср = (E 1 + E 2 + E 3 + E 4 + E 5 )/5 = (4.3 + 4.3 + 4.3 + 4.3 + 4.3)/5 = 4.3 В
2. Замкніть ключ K. Виміряйте силу струму I у ланцюзі щонайменше п'ять разів. Обчисліть середнє значення. Дані вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.
= (I 1 + I 2 + I 3 + I 4 + I 5) / 5 = (0.65 + 0.65 + 0.65 + 0.65 + 0.65) / 5 = 0.65 А.
3. Розрахуйте середнє значення внутрішнього опору джерела струму. Дані занесіть до таблиці.
= E/I - R; R = 4; 4.3/0.65 - 4 = 6.62 - 4 = 2.62 Ом.
4. Розрахуйте абсолютну похибку прямих вимірювань ЕРС джерела струму та сили струму в ланцюзі.
ΔE = Δ та E + Δ про E; ΔE = 0.15 В + 0,18 В = 0,26;
ΔI = Δ і I + Δ про I; ΔI = 0.05 А + 0,025 А = 0,075 А.
5. Прийнявши абсолютну похибку вимірювання опору резистора ΔR = 0,12 Ом, обчисліть відносну похибку непрямих вимірювань внутрішнього опору.
E r = 0.25/4.3 + 0.075/0.65 + 0.1/4 = 0.06 + 0.12 + 0.025 = 0.21 ст.
6. Обчисліть абсолютну похибку непрямих вимірів внутрішнього опору джерела струму.
Δr = 0.21 · 2,62 Ом = 0,55 Ом.
7. Запишіть значення ЕРС та відносну похибку її прямих вимірювань у вигляді:
E = (4.3 ± 0.25); E = 21%.
8. Запишіть значення внутрішнього опору та відносну похибку його непрямих вимірів у вигляді.
r = (2.62 ± 0.55) Ом; r = 55%.
Відповіді на контрольні питання
1. Чому вольтметр включають у ланцюг паралельно споживачеві? Що станеться, якщо вольтметр увімкнути в ланцюг послідовно?
Вольтметр включають паралельно ділянці ланцюга, на якому вимірюютьнапруга. Напруга на виміряному ділянці та напруга на вольтметрі буде одним і тим же, т.к. вольтметр та напруга на вольтметрі підключені до загальних точок.
Т.к. вольтметр має великий опір, то при його послідовному підключенні до електричного ланцюга збільшиться зовнішній опір ланцюга, а, отже, сила струму в ланцюзі значно зменшиться.
2. Чому опір амперметра має бути значно меншим за опір ланцюга, в якому вимірюють струм? Що станеться, якщо амперметр увімкнути паралельно споживачеві?
Оскільки включення амперметра в електричний ланцюг не повинно змінювати силу струму в ньому, то опір амперметра має бути якнайменше.
Опір амперметра набагато менший за опір споживача, тому при такому неправильному підключенні майже весь струм піде через амперметр. Зрештою «зашкалить» і може перегоріти, якщо вчасно не відключити. Таке включення амперметра є неприпустимим.
3. Чому показання вольтметра при розімкнутому та замкнутому ключі різняться?
Тому що джерело живлення з'являється навантаження у вигляді резистора. Вольтметр, підключений до полюсів джерела живлення ЕРС джерела ε. При підключенні навантаження (резистора) напруга джерелі падатиме, т.к. джерело не ідеальне.
4. Як можна підвищити точність виміру ЕРС джерела струму?
Найпростіший спосіб — взяти вольтметр із меншою приладовою похибкою, тобто. вищого класу точності.
Також підвищити точність можна шляхом удосконалення методики виміру та обробки результатів, таким чином можна зменшити систематичні похибки.
5. За якого значення ККД буде отримано максимальну корисну потужність від даного джерела струму? Яким має бути при цьомуопір зовнішнього ланцюга по відношенню до внутрішнього опору джерела струму?
Коефіцієнт корисної дії джерела струму визначається як відношення корисної потужності до повної, і залежить від опору навантаження та внутрішнього опору джерела струму. Можна довести, що ККД виявляється рівним 50%.