ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ UE3020320 ЗАКОН ОМА ЦЕЛЬ

ЭЛ ЕК Т РИЧ ЕСТ В О /
П ЕРЕН О С ЗА РЯ ДО В И ЭЛ ЕК Т РИЧ ЕСК И Й ТО К
UE3020320
Л А Б О РАТО РН Ы Й П РА К Т И К У М П О ФИЗ И К Е
ЗАКОН ОМА
UE3020320
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
ОЦЕНОЧНЫЙ РАСЧЕ Т
Георг Симон Ом был первым, кто в 1825 году продемонстрировал, что сила
тока, протекающего в простом проводнике, пропорциональна приложенному
напряжению
Площадь поперечного сечения A рассчитывается исходя из толщины
проволок d:
Это означает, что действует закон Ома:
(1)
U = R ⋅I
Коэффициент пропорциональности R - это сопротивление проводника.
В случае металлической проволоки длиной x и поперечным сечением A,
сопротивление R определяется следующей формулой:
По результатам измерений строятся три графика зависимости U от I. Для
каждого из них меняется один из параметров: ρ, x или d.
(2)
R = ρ⋅
A=
π 2
⋅d
4
U/V
x
.
A
5
d = 0,35 мм
Удельное сопротивление ρ зависит от материала, из которого изготовлена
проволока. Для проверки этой фундаментальной взаимосвязи проведем
опыт по исследованию пропорциональности между силой тока и
напряжением в металлических проволоках разной толщины, длины и
изготовленных из разных материалов. Мы также определим удельное
сопротивление и сравним результаты с данными, указанными в литературе.
4
d = 0,5 мм
3
d = 0,7 мм
2
1
ПОРЯДОК
ПРОВЕ ДЕНИЯ
ОПЫ ТА
ЦЕЛЬ ОПЫТА
0
Проверка закона Ома
• Проверка закона Ома для проволоки из
константана и проволоки из латуни.
• Проверка закона Ома для проволок из
константана различной длины.
• Проверка закона Ома для проволок из
константана различной толщины.
0
1
2
I/A
Рис. 3: Графики зависимости U от I для проволок из константана
различной толщины
К РАТ КОЕ ОПИСА НИЕ
3
5
В простых электрических проводниках сила тока I, протекающего в проводнике, пропорциональна
приложенному напряжению U. Коэффициент этой пропорциональности, омическое сопротивление R,
зависит от длины проводника x, площади его поперечного сечения A и природы материала проводника.
Эта взаимосвязь исследуется на примере проволок из константана и латуни.
Кол-во
R/Ù
U/V
4
2
3
2
НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВА НИЕ
Наименование
№ по каталогу
1
Измеритель сопротивления
U8492030
1
Источник питания постоянного тока, 0–20 В, 0 A (230 В, 50/60 Гц)
U33020-230 или
2
Универсальный аналоговый измерительный прибор AM50
U17450
1
Набор из 15 безопасных соединительных проводов для опытов
длиной 75 см
U138021
1
1
0
Источник питания постоянного тока, 0– 20 В, 0 A (115 В, 50/60 Гц) U33020-115
0
1
I/A
2
Рис. 1: Графики зависимости U от I для константановой проволоки (синий)
и латунной проволоки (красный)
0
0
1
2
x/m
Рис. 4: Зависимость сопротивления R от длины
R/Ù
6
U/V
5
x=2m
4
4
3
x=1m
2
1
d = 1 мм
2
1
0
0
1
I/A
2
Рис. 2: Графики зависимости U от I для проволок из константана
различной длины
www.3bscientific.ru, E-mail: [email protected], тел. (812) 334-2223
0
0
2
4
6
8
10
1/A / 1/mm²
Рис. 5: Зависимость сопротивления R от величины, обратной площади
поперечного сечения A