Лабораторная работа № 7 Определение ЭДС и внутреннего

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока
Цель работы: Определить эдс и внутреннее сопротивление источника тока.
Теория. Для получения электрического тока в проводнике необходимо создать и
поддерживать на его концах разность потенциалов (напряжение). Для этого используют
источник тока. Разность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделения
зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние силы. При разомкнутой
цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию
источника тока. При замыкании электрической цепи запасенная в источнике тока энергия
расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней и внутренней частях цепи с
сопротивлениями соответственно R и r.
Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при
перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей
силой и в СИ выражается в (В). Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление
источника тока можно определить экспериментально.
Оборудование: амперметр лабораторный, источник электрической энергии,
соединительные провода, набор сопротивлений-1,2,4 0м, выключатель, вольтметр
лабораторный, реостат.
Ход работы:
1. Составить электрическую цепь по схеме. Движок реостата поставить в среднее
положение.
2. Замкнуть цепь, записать величину токаI1 и напряжения U1 , разомкнуть цепь.
3. Передвинув движок реостата, записать увеличившееся или уменьшившееся значение
силы тока I2 и напряжения U2 .
4. Вычислить значения Э.Д.С. и внутреннего сопротивления источника электрической
энергии, пользуясь соотношениями:
ε =U1+I1r
ε =U2+I2r
Откуда
r1 =
U 2  U1
I1  I 2
;
ε 1=
U 2 I1  U 1 I 2
I1  I 2
Схема электрической цепи
5. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:
№ опыта
N
1.
2.
3.
4.
εт,
В
6,2
6,2
6,2
6,2
Источник
эл. энергии
U,
І ,А
В
4,2
1,7
4,4
1,3
4,8
0,9
5,2
0,5
Внутреннее сопротивление
r, Ом
r,
rср
∆r
∆ r ср
ωr
Ом Ом Ом
Ом
%
-
-
-
-
-
ε
В
εср
В
ЭДС
ε, В
∆ε
В
-
-
-
ωε
%
-
6. Разомкнуть цепь и измерить напряжение Ux на зажимах источника эл. энергии при
разомкнутой внешней цепи. Сравнить величину Ux с величиной ε.
7. Вычислить абсолютную и относительную погрешности. Для этого должны
использовать формулы:
1.
Производят измерение искомой величины х несколько раз и среднее
арифметическое результатов этих измерений принимают за истинное значение
измеренной величины:
2. Находят абсолютные погрешности каждого измерения:
;
;
.
Определяют среднее арифметическое этих погрешностей:
и принимают его за абсолютную погрешность
измерения.
3.
Находят относительную погрешность:
8. Сделать отчет по работе.
9. Сформулировать вывод.
10. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Какова физическая суть электрического сопротивления?
2. Какова роль источника тока в электрической цепи?
3. Каков физический смысл ЭДС? Дать определение вольту.
4. От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?
11. Подготовить защиту лабораторной работы по теме: Закон Ома для полной цепи
Литература:
Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник
– М.: Издательский центр «Академия», 2013
Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних спец. Учебных заведений – М.:ИД
«Альянс», 2008