2015-physlabp2 - Стор 8

I 2 R x − I 3 R 3 + I G R G = 0 або за I G = 0

=> I 2 R x = I 3 R 3 .

Розділивши почленно рівняння (1) на рівняння (2), отримуємо

I 2 R x I 3 R 3

. Враховуючи, що I 1 = I 2

і I 3 = I 4 , отримуємо

Опір циліндричного провідника визначається за формулою:

тому ставлення опорів

можна замінити ставленням

довжин плеч реохорда l 3 тоді формула (3) набуде вигляду : l 4

де R 1 - Опір, величина якого задана.

ІІ. Програма роботи

1. Виміряти довжини плечей реохорда l 3 і l 4 .

2. Визначити величину невідомого опору з допомогою моста Уітстона.

3. Виміряти невідомий опір за допомогою цифрового вольтметра.

ІІІ. Порядок роботи

1. Зібрати схему моста Уітстона (рис.2, 3).

2. Записати значення опору R 1 (воно вказано на установці). Визначити абсолютну D R 1 (як похибку константи) та відносну похибку опору.

3. Після перевірки схеми лаборантом замкнути ланцюг та врівноважити міст. Для цього потрібно перевести тумблер 2 (рис.3) в положення «Увімк» і, пересуваючи повзунок 6 по каліброваній дроті (реохорд), знайти таке положення повзунка (точка D), при якому стрілка гальванометра G встановиться на нуль.

4. Виміряти довжину плеча реохорда l 4 рівну відрізку А D .

5. Повторити досвід 5-6 разів. Знайти середнє значення довжини плеча реохорда

= ∑ l 4 i. Оцінити абсолютну похибку вимірювання довжини плеча D l 4

як похибка приладу та її відносну похибку.

6. Знайти середнє значення плеча реохорда l 3 = АВ - . Абсолютна похибка вимірів цього плеча Dl3 = Dl4. Розрахувативідносну похибку.

7. Вимкнути установку (перевести тумблер 2 в положення "Вимк"). Зняти всі з'єднувальні дроти з клем моста Уітстона.

8. Визначити невідомий опір за формулою (4). Розрахувати його

× 100%. Записати остаточний

результат: R x = (± R x) Ом.

9. Взяти у лаборанта мультиметр. Уважно ознайомитись із пристроєм цього приладу.

Рис.4. Мультиметр: а) схема: 1-перемикач роду робіт та діапазонів; 2 - дисплей; 3 - роз'єм (гніздо) «COM» (загальний); 4 - роз'єм «V, Ω, mA»; 5 - роз'єм «10 А» - для вимірювань струмів на межі 10 А; б) зображення; в) вимір опору

10. Виміряти досліджуваний опір R x за допомогою мультиметра , для чого чорний щуп від роз'єму "COM" і червоний щуп від роз'єму "V, Ω, mA"

мультиметра підключити до клем невідомого опору Rx.

Перемикач із положення «OFF» перевести на межу виміру передбачуваного опору (воно відоме з вимірів за допомогою моста Уітстона). Якщо Ви сумніваєтеся в попередніх розрахунках опору, то для того, щоб мультиметр не вийшов з ладу,

перемикач бажано встановити на максимально можливу межу вимірювань (2000 k), і тільки якщо показання при цьому занадто мало , для отримання більш точного результату , переключити на нижчу межу

(200 k; 20 k; 2000; 200). Після вимірювання перемикач перевести назад у положення "OFF".

11. Порівняти результати вимірів двома методами.

12. Зробити висновки щодо роботи.

IV. Запитання для самоконтролю

1. Що називається електричним струмом?

2. Який електричний струм називається постійним?

3. Дати визначення сили струму. У яких одиницях вона вимірюється?

4. Що називається електричним опором? Від чого воно залежить? У

яких одиницях вимірюється?

5. Як розраховується опір циліндричного провідника? Від яких величин воно залежить? У яких одиницях вимірюється?

6. Що таке питомий опір, питома електропровідність провідника? Від чого вони залежать? У яких одиницях вимірюються?

7. Намалювати послідовне з'єднання резисторів. Записати формулу для розрахунку загального опору.

8. Намалювати паралельне з'єднання резисторів. Записати формулу для розрахунку загального опору.

9. Що називається ЕРС, різницею потенціалів, напругою? У яких одиницях вони вимірюються?

10. Записати та сформулювати закон Ома:

а) для однорідної ділянки ланцюга;

б) для неоднорідної ділянки ланцюга;

в) для повного ланцюга.

11. Записати та сформулювати закон Ома у диференційній формі.

12. Який ланцюг називається розгалуженим?

13. Дати визначення вузла розгалуженого ланцюга.

14. Як формулюється перше правило Кірхгофа? Наслідком якого закону воно є?

15. Як формулюється друге правило Кірхгофа? Наслідком якого закону воно є?

16. Який принцип роботи вимірювального моста?

17. Навіщо служить нульовий індикатор ? Які прилади можуть використовуватися як нульовий індикатор?

18. Що таке реохорд? Чому вимір опорів R 3 і R 4 замінюють виміром плечей реохорда l 3 і l 4 ?

19. Якими приладами вимірюють електричний опір? Як у цій роботі визначається невідомий опір?

20. Вивести розрахункову формулу.

V. Зміст звіту

1.Титульна сторінка .

3. Прилади та приладдя.

4. Схема установки.

5. Розрахункові формули:

невідомий опір: R x =

6. Задані в роботі величини:

опір : R 1 =

7. Результати вимірювань:

довжина плеча реохорда l 4 :

довжина плеча реохорда l 3 :

8. Розрахунок невідомого опору:

Остаточний результат: R x = (± R x) = 75

10. Вимір опору мультиметром: R x =

11. Порівняння результатів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № Е 7

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ОПОРУ СПИРАЛИ ЛАМПИ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ

Мета роботи: Дослідити залежність опору спіралі лампи від температури.

Прилади та приладдя : лабораторний вольтметр ,

міліамперметр, реостат з опором обмотки 100 Ом, ключ, лампа розжарювання, з'єднувальні дроти, джерело живлення.

I. Опис установки та метод вимірювань

Схема експериментальної установки наведено на рис.1, її зображення на рис.2.

Рис .1 Схема робочої установки : V - вольтметр , мА - міліамперметр , Л - лампа розжарювання , R - реостат з головкою , що обертається .

Рис.2 Зображення установки: 1 – вольтметр, 2 – міліамперметр, 3 – лампа розжарювання, 4 – реостат, 5 – ключ, 6 – термометр

Здатність речовини проводити електричний струм характеризується його опором. Опір провідника залежить від форми та розмірів провідника, а також від властивостей матеріалу, з якого він виготовлений.

Для однорідного циліндричного провідника величина опору розраховується за такою формулою:

де ρ – питомий опір провідника, l – його довжина та S – площа поперечного перерізу. Питомий опірпровідника залежить від хімічного складу речовини та температури.

Дротова спіраль лампи розжарювання є резистором певного опору. Якщо через лампу розжарювання пропускатиме електричний струм, то резистор буде нагріватися, тобто в ньому відбуватиметься перетворення енергії електричного струму у внутрішню енергію провідника (резистора). Збільшення внутрішньої енергії спіралі лампи розжарювання призводить до підвищення її температури та опору.

Опір провідника зі зростанням температури зростає лінійно:

де R - опір при температурі t º С; R 0 - при температурі 0 ° С α -

температурний коефіцієнт опору.

Спіраль лампи розжарювання виготовлена з вольфраму. Для вольфраму температурний коефіцієнт опору: =0,0048 К –1 .

Знаючи опору «нагрітого» та «холодного» провідника, а також температурний коефіцієнт опору матеріалу, з якого виготовлений провідник, визначимо кінцеву температуру провідника:

t = R − R 0 . α R 0

До вихідних гнізд випрямляча підключено електричний ланцюг ,

складена зі з'єднаних послідовно лампи розжарювання (3),

реостата (4) та міліамперметра (2) постійного струму . Паралельно лампі

підключено вольтметр (1). Для зміни напруги, доданої до лампи,

змінюють напругу на реостаті. Напруга на реостаті залежить від його опору U р = IR: чим опір реостата більше, тим більше і напруга. Опір реостата змінюється поворотом ручки реостата (4).

Напруга на лампі дорівнює різниці вихідної напруги випрямляча та напруги на реостаті: U л = U − U р. Напруга на виході випрямляча під час досвіду не змінюється U = 0 . Якщонапруга на реостаті максимально, то напруга на лампі мінімальна. Якщо ж двигун реостата пересунути в ліве за схемою положення, напруга на ньому стане рівним нулю, а напруга на лампі досягне максимально можливого в умовах досвіду значення. Тоді напруга на лампі дорівнює значенню напруги на виході випрямляча:

У цій лабораторній роботі приймемо опір спіралі при кімнатній температурі рівним опору при температурі 0 С .

ІІ. Програма роботи

1. Зняти виміри з амперметра при заданих інтервалах напруги на лампі.

2. Побудувати графік залежності опору лампи від її температури

ІІІ. Порядок роботи

1. Виміряти величину кімнатної температури t до лабораторії та занести її значення до бланку звіту .

2. Замкнути ланцюг і встановити повзун реостата в положення, при якому початкова напруга на лампі становитиме 0,2 В. Реостат слід обертати у ліву сторону.

3. Занести показання напруги та сили струму до таблиці бланка звіту.

Використовуючи закон Ома, обчислити значення опір спіралі лампи

при кімнатній температурі R0 = U.

4. Збільшуючи напругу на лампі на 0,2 до максимально можливого ,

занести до таблиці відповідні йому значення сили струму.

5. Розрахувати опір спіралі лампи для кожного з дослідів. Занести значення до таблиці.

6. Обчислити збільшення температури за формулою: t = R 0 0 .

7. Розрахувати значення температури спіралі лампи за формулою: t = t до + t.

8. Побудувати графік залежності опору спіралі лампи від її температури.

9. Розрахувати похибку вимірювання температури спіралі лампи.

10. Проаналізувати отриманий графікзалежності R(t) і зробити висновок про характер зміни опору спіралі лампи зі збільшенням її температури.

IV. Запитання для самоконтролю

1. Що називається електричним струмом?

2. Які умови існування електричного струму?

3. Який електричний струм називається постійним?

4. Дати визначення сили струму. У яких одиницях вона вимірюється?

5. Дати визначення густини струму. У яких одиницях вона вимірюється?

6. Що називається електричним опором? Від чого воно залежить? У

яких одиницях вимірюється?

7. Як розраховується опір циліндричного провідника? Від яких величин воно залежить? У яких одиницях вимірюється?

Калькулятор

Сервіс безкоштовної оцінки вартості роботи

Заповніть заявку. Фахівці розрахують вартість вашої роботи
Розрахунок вартості прийде на пошту та по СМС

Номер вашої заявки

Зараз на пошту прийде автоматичний лист-підтвердження з інформацією про заявку.