Перевірка
закону Ома для ділянки ланцюга і всього ланцюга. Перевірка закону Кірхгофа
Лабораторна
робота
Мета роботи
Практично
переконається у фізичних суті закону Ома для ділянки ланцюга. Перевірити досвідченим
шляхом закони Кірхгофа.
Обладнання
Приладовий щит №
1. Стенд.
Теоретичне
обгрунтування
Розрахунок і аналіз
ел.цепей може бути проведений за допомогою основних законів ел.цепей закон Ома,
першого і другого законів Кірхгофа.
Як показують
досліди, струм на ділянці ланцюга прямо пропорційно напрузі на цій ділянці
ланцюга і обернено пропорційно опорі того ж ділянки-це закон Ома
Розглянемо
повну ланцюг: ток в цьому ланцюгу визначається за формулою (закон Ома для повного ланцюга). Сила струму в ел.цепі з одного ЕРС
прямо пропорційний цієї ЕРС і обернено пропорційний сумі опорі
зовнішньої і внутрішньої ділянок ланцюга.
Згідно
першого закону Кірхгофа, алгебраїчна сума струмів гілок сполук у будь-який
вузловий точці ел.цепі дорівнює нулю.
Згідно
другого закону Кірхгофа в будь-якій замкнутому контурі ел.цепі, алгебраїчна сума
ЕРС дорівнює алгебраїчної сумі напрузі на всіх резисторні елементів контуру.
Порядок
виконання роботи:
Ознайомитися з
приладами і стендом, для виконання роботи. Підключимо шнур живлення до джерела
харчування.
Джерело
підключити до стенду, міняючи змінним резистором опір ланцюга вимірюємо
струм, напруга. Результати заносимо в
таблицю. Провести необхідні розрахунки
На стенді
«Закон Кірхгофа». Міняємо опір ланцюга. Результати дослідів заносимо в
таблицю. Провести необхідний розрахунок
Рис. 1. Закон
Ома для ділянки ланцюга
Рис.2. Перший
закон Кірхгофа
Табл.1
Дані спостережень
Результати обчислень
R
U
I
Uобщ
E
1
3
3
3
3,3
1,5
3
2
3
3,2
3
3
1
3
3,1
Табл.2
Дані спостережень
Результати обчислень
R1
R2
I1
I2
I3
I4
I2 + I3
U1
U2
2
0,7
4
1
3
4
4
2
2,1
1
1
4
2
2
4
4
2
2
0,7
2
4
3
1
4
4
2,1
2
Е1 = 3 (1 +0,1) = 3,3; Е2 = 2 (1,5 +0,1) = 3,2; Е3 = 1 (3 +0,1) = 3,1
U1 = 2 * 1 = 2; U2 = 2 * 1 = 2; U1 = 3 * 0,7 = 2,1; U2 = 1 * 2 = 2
Висновок
Досвідченим і
розрахунковим шляхами довели, що сила струму в ел.цепі з одного ЕРС прямо
пропорційний цієї ЕРС і обернено пропорційний сумі опорів зовнішніх і
внутрішнього ділянки ланцюга. Згідно з першим законом Кірхгофа сила струму на вході
ланцюга дорівнює силі струму на вході ланцюга. Сума струмів на гілках ланцюга дорівнює струму на
виході ланцюга.
Відповіді на
контрольні питання
Закон Ома для
повної ланцюга розглядає повний опір всього ланцюга, а закон Ома для
ділянки кола розглядає тільки дана ділянка ланцюга. Обидва закону Ома
показують залежність сили струму від опору - чим більше опір,
тим менше сила струму і ЕРС або навпаки.
Для створення
напруги в колі необхідно рух зарядів всередині джерела струму, а це
відбувається тільки під дією сил, прикладених ззовні. При відсутності струму в
ланцюга ЕРС дорівнює різниці потенціалів
джерела енергії, тому підключений до цієї ланцюг вольтметр показує
EDS, а не напругу.
I - закон Кірхгофа (застосовується для
розрахунків складних електричних ланцюгів): сума струмів що приходять до вузлової точки,
дорівнює сумі струмів, що йдуть від неї, причому напрямок струмів до точки
вважають позитивним, а від неї - негативним.
Або алгебраїчна сума струмів у вузловий точці електричного кола дорівнює нулю.
II --
закон Кірхгофа (для будь-якої електричного кола): алгебраїчна сума всіх ЕРС
дорівнює алгебраїчної сумі падінь напруги опору, включених
послідовно.
Е1 + Е2 + ... + ЕN = I1R1 + I2R2 + ... + InRn
