Размер: px
Започнете да показвате от страницата:
Препис
1 3 Цел на работата: задълбочаване на разбирането на закона на Ом за пълна веригаи за секцията на веригата. Задача: експериментално проверете валидността на закона на Ом за затворена неразклонена верига. Уреди и принадлежности: модернизирана инсталация ФПМ-0. ОБЩИ ВЪПРОСИ Електрическият ток се нарича подредено движение електрически заряди. Токовите характеристики са сила на тока I и плътност на тока j. Силата на тока е скаларна величина и е равна на количеството електричество (заряд) dq, пренесено през напречно сечение на проводник за единица време: dq I. () dt Плътността на тока е количеството електричество, преминаващо през единица напречно сечение площ на проводник за единица време: di j. () ds Плътността на тока е векторно количество, насочено по вектора на средната скорост на подреденото движение на положителни заряди и може да бъде записано като j q 0 n v, (3) където q 0 е зарядът на единичен токоносител; n концентрация на носител; v скорост на дрейфа на превозвача. Ако повърхностният елемент ds се разглежда като вектор, насочен по положителната нормала, тогава връзката между силата на тока и неговата плътност има формата I (S) j ds, (4) където S е площта, през която протича потокът от заредени частиците преминават. Можем да посочим редица фактори, които могат да причинят подредено движение на зарядите. На първо място, това могат да бъдат електрически (кулонови) сили, под въздействието на които положителните заряди ще започнат да се движат.
2 4 се движат по линиите на полето, отрицателни срещу. Полето на тези сили се нарича Кулон, интензитетът на това поле се обозначава с E coul. В допълнение, неелектричните сили, като например магнитните, също могат да действат върху електрическите заряди. Действието на тези сили е подобно на действието на някакво електрическо поле. Нека наречем тези сили външни, а полето на тези сили външно поле с интензитет E страна. И накрая, подреденото движение на електрическите заряди може да възникне без действието на външни сили, но поради явлението дифузия или поради химична реакцияв текущия източник. Работата, която се извършва по време на подреденото движение на електрически заряди, се извършва поради вътрешната енергия на източника на ток. И въпреки че няма пряко действие на никакви сили върху свободните заряди, явлението протича така, сякаш някакво външно поле действа върху зарядите. Най-важният закон на електродинамиката е законът на Ом, установен експериментално. Но може да се получи теоретично, въз основа на най-простите концепции на електронната теория на Друде-Лоренц за проводимостта на металите. Нека помислим електричествов метални проводници, вътре в които има поле с интензитет E. То действа върху свободните електрони на проводимостта със сила F = ee, където e е зарядът на електрона. Тази сила придава ускорение на електрони с маса m a = F/m = ee/m. Ако движението на електрони в метал се случи без загуба на енергия, тогава тяхната скорост и следователно силата на тока в проводника ще се увеличи с времето. Въпреки това, когато се сблъскат с решетъчните йони, извършващи произволно топлинно вибрационно движение, електроните губят част от своята кинетична енергия. При постоянен ток, когато средната скорост на подреденото движение на електроните остава непроменена във времето, цялата енергия, получена от електроните под въздействието на електрическо поле, трябва да бъде прехвърлена към металните йони, т.е. трябва да се преобразува в енергия на топлинното им движение. За простота приемаме, че при всеки сблъсък електронът напълно губи енергията, която е получил под действието на силата F = ee по време на свободния път τ от един сблъсък до друг. Това означава, че в началото на всеки свободен път електронът има само скоростта на топлинното си движение, а в края на пътя, преди сблъсъка, скоростта му под въздействието на силата F = ee нараства до определена стойност v . Пренебрегвайки скоростта на топлинното движение, можем да приемем, че движението на електрона по посока на силата от полето е равномерно ускорено с начална скорост v 0 = 0. По време на свободния път електронът придобива скоростта на подредено движение a τ eeτ / m, а средната скорост на това движение v
3 5 v v e 0 v E τ. m Времето на свободен път се определя от средната скорост на топлинно движение на електрона u и средния свободен път на електрона λ: τ = λ/u. Тогава плътността на тока в проводника ne λ j nev E. m u ne λ Стойността γ характеризира свойствата на проводника и се нарича неговата електропроводимост. Като се вземе предвид тази нотация, плътността на тока ще бъде записана като j = γe. (5) Ето как получихме закона на Ом в диференциална форма. Нека сега вземем предвид факта, че електронът, участващ в създаването на постоянен ток в произволно избран участък от веригата, също трябва да бъде подложен на външни сили, в допълнение към силите на Кулон. Тогава (5) ще приеме формата j j γ(ecool Estor) или E E coul stor. (6) γ Нека умножим (6) по елемента на дължината на проводника dl и интегрираме получения израз върху участъка на проводника от участък в участък: j E dl E dl хладна страна dl. (7) γ I Отчитайки факта, че за постоянен ток j и γ, където ρ е съпротивлението на проводника, изразът (7) ще приеме формата S ρ ρ Ekuldl Etordl I dl. (8) S Първият интеграл в (8) представлява потенциалната разлика (φ φ) между точките на напречното сечение и. Вторият интеграл зависи от източника на силите и се нарича електродвижеща сила. Интегралът от дясната страна на (8) характеризира свойствата на проводника и се нарича съпротивление R на сечението на проводника. Ако S и ρ са постоянни, тогава
4 6 l R ρ. (9) S Така формула (8) има формата φ φ ξ IR U. (0) Това е обобщен закон на Ом в интегрална форма за нехомогенен участък от веригата. (U спад на напрежението в секцията -). В случай на хомогенно сечение на проводника, т.е. при липса на външни сили в това сечение, от (0) имаме φ φ IR. () Ако веригата е затворена (φ φ), тогава от (0) получаваме ξ IRс I(R външно -вътрешно), () където R е съпротивлението на цялата верига, включително външно R външно и вътрешно съпротивление на източник на ток r вътрешен. ОПИСАНИЕ НА ИНСТАЛАЦИЯТА И МЕТОДА НА ИЗМЕРВАНЕ Фиг. Обща формаинсталации 6 Инсталацията се състои (фиг.) от измервателна част и колона с метрична скала. На колоната са монтирани две фиксирани скоби, между които е опъната хром-никелова жица 3. Подвижна скоба 4 се движи по колоната, осигурявайки контакт с телта. На предния панел има волтметър 5, милиамперметър 6, мрежов превключвател, регулатор на тока и бутонен превключвател на обхвата на волтметъра 7, който едновременно превключва волтметъра от измерване на спад на напрежението към измерване на EMF. На фиг. е дадена диаграма за измерване на спада на напрежението U и едс на източника на ток. Променливо съпротивление r е свързано последователно към веригата на източника на ток, действайки като вътрешно съпротивление на източника, чийто контролен бутон, „регулатор на ток“, се намира на предния панел на устройството. Променливото съпротивление r ви позволява да регулирате тока във веригата на източника. Тази схема ви позволява да симулирате работата на източник на ток с регулиране
5 7 контролируемо вътрешно съпротивление. Външният товар R е съпротивлението на хомогенен проводник, чиято дължина и следователно R могат да се регулират чрез преместване на подвижната скоба. Когато ключът K-V е затворен, в веригата r rr се появява електрически ток. Веригата се състои от неравномерен участък r и хомогенен участък R. Според посочената посока на тока записваме законите на Ом за хомогенните и нееднородните участъци на веригата. За секция R: φ φ IR. Фиг.. Схема за измерване на U и ε За участъка εr: φ φ ξ Ir. За затворена верига, съдържаща хомогенни и нехомогенни секции, можем да запишем чрез добавяне на тези уравнения (φ φ) (φ φ) ξ I(R r). Получихме закона на Ом за затворена верига: ξ I(R r). (3) Потенциалната разлика φ φ, като се вземат предвид () и (3), може да се изрази с формулата ξr φ φ. R r Когато ключът K е отворен (R = и I = 0) φ φ =. Използвайки закона на Ом за затворена верига, можете да изчислите съпротивлението r за неравномерно сечение, като използвате формулата ξ U r, U = φ φ. (4) I Идеята на работата е да се тества закона на Ом за затворена верига. За тази цел спадът на напрежението U върху съпротивлението R на хомогенен цилиндричен проводник се измерва при различни стойности на тока I, протичащ през участък от веригата. Въз основа на измерванията на U и I се конструира ток-напреженовата характеристика на проводника. Големината на съпротивлението на проводника се определя като тангенс на ъгъла на наклона на характеристиката към оста I. На фиг. Фигура 3 показва характеристиката ток-напрежение на проводника: ΔU R tgα. (5) ΔI
6 8 Установената графична връзка между стойностите U, I, R изразява закона на Ом за хомогенен U участък от веригата: α ΔI ΔU I Фиг. 3. Характеристика на напрежението на проводника Δφ = U = IR. (6) В случай на цилиндричен хомогенен проводник с диаметър d, дължина l и електрическо съпротивление ρ, стойността на R може да се определи по формулата l 4l R ρ ρ. (7) S πd ПРОЦЕДУРА ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ Задача I. Изследване на вольтамперните характеристики на проводник.. Направете таблица с измерванията (таблица). Таблица I, ma U, V. Натиснете превключвателя с бутон (измерване U). 3. Преместете подвижната скоба 4 в средно положение (l = 5 cm). 4. Свържете инсталацията към мрежата. 5. Използвайте регулатора на тока, за да зададете минималната стойност на тока. 6. Запишете показанията на волтметъра и амперметъра в таблицата 7. Чрез увеличаване на тока с регулатора премахнете зависимостта на U от I (5 0 стойности). 8. Постройте ток-напрежение характеристика. 9. Използвайки графика, изчислете съпротивлението на проводника по формула (5). 0. Познавайки съпротивлението на проводника R, използвайте формула (7), за да определите електрическото съпротивление ρ. Диаметър на проводника d = 0,36 mm Направете заключение.
7 9 Задача II. Изследване на влиянието на съпротивлението на участък от веригата върху големината на спада на напрежението в участъка Съставете таблица. измервания. Таблица l, cm U, V. Натиснете превключвателя с бутон (измерване U). 3. Поставете подвижната скоба на позиция l = 0 см. 4. Свържете уреда към мрежата. 5. Използвайте регулатора на тока, за да настроите тока на 50 mA. 6. Запишете в таблицата. показания на волтметър U и l. 7. Чрез увеличаване на дължината на проводника l премахнете зависимостта на U от l, като използвате регулатора на тока, за да поддържате стойността I = 50 mA. 8. Начертайте графика на U спрямо l. 9. Направете заключение. Задача III. Изследване на закона на Ом за затворена верига.. Направете таблица. 3 измерения. Таблица 3 I, mа U, B R, Ohm r, Ohm, V I(R + r), B 50. Натиснете бутонния превключвател (измерване U). 3. Поставете подвижната скоба на позиция l = 5 см. 4. Свържете уреда към мрежата. 5. Използвайте регулатора на тока, за да настроите тока на 50 mA. 6. Запишете в таблицата показанията на волтметъра U. Натиснете бутона с бутон (измерване на EMF). Това разширява обхвата на измерване на волтметъра. Стойността на разделението на волтметъра във веригата за измерване на EMF е 0,5 V. Измерете стойността на EMF () и я запишете в таблицата. Вземете стойността на съпротивлението R от резултатите от измерването на задача I. Напишете резултата в таблицата. Изчислете стойността на съпротивлението r за нееднороден участък от веригата, използвайки формула (4). Запишете резултата в таблицата. 3.
8 0 0. Проверете закона на Ом за затворена верига. За да направите това, намерете стойността на I(R + r); Сравнете получения резултат с измерената стойност.Направете заключение. КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ. Формулирайте законите на Ом за затворена верига и участък от веригата Какъв е физическият смисъл на източника ЕДС? 3. Как да измерим ЕМП на източник, свързан към верига? 4. Защо амперметрите имат ниско съпротивление, а волтметрите имат много високо? 5. На какви условия трябва да отговаря заземителното устройство? Обяснете. 6. Какви количества характеризират електрическото поле? 7. Какво е напрегнатост на електрическото поле? 8. Какво се нарича потенциал? 9. Начертайте схема на паралелно и последователно свързване на два източника на постоянен ток. 0. За каква цел източниците на ток се свързват последователно? За каква цел източниците на ток са свързани паралелно? В какви единици се измерва силата на тока, плътността на тока, потенциалната разлика, напрежението, едс, съпротивлението на електрически ток, проводимостта? 3. Какво е съпротивление? 4. От какво зависи съпротивлението на метален проводник? 5. Как, знаейки потенциалите, съответстващи на две съседни еквипотенциални линии и разстоянието между тях, да намерите силата на полето? 6. Установете връзка между потенциал и напрегнатост на полето. 7. Изведете обобщения закон на Ом в интегрална форма от закона на Ом в диференциална форма. БИБЛИОГРАФСКИ СПИСЪК. Детлаф А. А, Курс по физика: учебник. надбавка за университети / А. А. Детлаф, Б. М. Яворски М.: Висш. училище, стр. Трофимова Т. I. Курс по физика: учебник. надбавка за университети / Т. И. Трофимова М.: Висш. училище, с. 3. Терентьев Н. Л. Електричество. Електромагнетизъм: учебник. надбавка / Н. Л. Терентьев Хабаровск: Издателство Хабар. състояние техн. университет, п.
МОСКОВСКИЯТ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ "МАМИ" Факултет по физика ЛАБОРАТОРНА РАБОТА.04 ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНИТЕ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК Москва 00 Лабораторна работа.04 ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНИТЕ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК Цел
Указания за извършване на лабораторна работа 1.7 ЕЛЕКТРИЧЕСКО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА МЕТАЛИ Аникин А.И., Фролова Л.Н. Електрическо съпротивление на металите: Указания за извършване на лабораторни изследвания
Определение съпротивлениедиригент. Въведение. Електрическият ток е организирано движение на заредени частици. Самите тези частици се наричат носители на ток. В метали и полупроводници
4. Лабораторна работа 22 ПРОВЕРКА НА СПРАВЕДЛИВОСТТА НА ЗАКОНА НА ОМ. ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА ПРОВОДНИКА Цели: 1) проверка на валидността на закона на Ом; 2) определяне на съпротивлението на проводника.
3 Цел на работата: 1. Запознаване с някои електрически измервателни уреди. 2. Запознаване с един от методите за измерване на електрическо съпротивление. Задача: да се определи електрическото съпротивление на хром-никел
Лабораторна работа Определяне на вътрешно съпротивление и ЕДС на източника. Цел: да се запознаят с методите за определяне на характеристиките на източник на ток. Устройства и аксесоари: източник на ток в процес на проучване,
Лабораторна работа 3.4 ЗАКОН НА ОМ ЗА НЕХОМОГЕННА СЕКЦИЯ НА ВЕРИГА 3.4.1. Цел на работата Целта на работата е да се запознаят с компютърното моделиране на DC вериги и експериментално потвърждение
Министерство на образованието Руска федерацияСиктивкарски лесовъден институт (клон) на държавата Санкт Петербург Лесотехническа академиятях. С. М. Кирова Катедра по физика ПРОВЕРКА НА ЗАКОНА НА ОМА Методологичен
КАРТА СХЕМА НА РАБОТА НА ТЕМАТА ЗАКОНИ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК УРАВНЕНИЕ ЗА НЕПРЕКЪСНАТОСТ И УСЛОВИЕ ЗА СТАЦИОНАРНОСТ НА ТОКОВЕ Характеристики на тока Сила на тока J Вектор на плътност на тока j Връзка J и j Закон на Ом за нехомогенни
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 3 Изследване на електропроводимостта на металите Теоретично въведениеЕлектрическа проводимост на металите Ако в краищата на проводника се поддържа постоянна потенциална разлика, тогава вътре в проводника
Постоянен електрически ток Основни определения Електрическият ток е организирано движение на електрически заряди (носители на ток) под въздействието на силите на електрическото поле. В металите токоносителите са
ЦЕЛИ НА РАБОТА Лабораторна работа 3 Изследване на обобщения закон на Ом и измерване на електродвижещата сила чрез компенсационния метод 1. Изследване на зависимостта на потенциалната разлика в участъка от веригата, съдържащ ЕМП, от силата
РАЗДЕЛ II ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК Лекция 0 Постоянен електрически ток Въпроси. Движение на заряди в електрическо поле. Електричество. Условия за възникване на електрически ток. Законът на Ом за
ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК Причини за електрически ток Заредените предмети причиняват не само електростатично поле, но и електрически ток. В тези две явления има
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА ПО ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНА НА ОМ. ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА ПРОВОДНИКА Цел на работата: да се изследва зависимостта на напрежението в краищата на проводника от неговата дължина при постоянен ток, преминаващ през
Сафронов В.П. 0 ПОСТОЯНЕН ТОК - - Глава ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК.. Основни понятия и определения Електрическият ток е подредено движение на заряди. Смята се, че токът тече от положителен към
Глава 9 Прав електрически ток 75 Електричен ток, сила и плътност на тока Електродинамиката е клон на електричеството, който се занимава с процеси и явления, причинени от движението на електрически
Постоянен електрически ток Лекция 1 Съдържание на лекцията: Електричен ток Уравнение на непрекъснатост Електродвижеща сила 2 Електричен ток Електрически ток подредено движение на електрически заряди
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ КАЗАНСКИ ДЪРЖАВЕН АРХИТЕКТУРЕН И ИНЖЕНЕРЕН УНИВЕРСИТЕТ Катедра по физика DC ВЕРИГИ Лабораторна работа 78 Указания
Лабораторна работа 3 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ОБОБЩЕНИЯ ЗАКОН НА ОМ И ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРОМОТОРНА СИЛА С ИЗПОЛЗВАНЕ НА КОМПЕНСАЦИОННИЯ МЕТОД Цел на работата: да се изследва зависимостта на потенциалната разлика в участъка от веригата, съдържащ ЕМП, от силата
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСИЯ федерална държавна бюджетна образователна институция за висше образование професионално образование„Иркутск Държавен университет"(Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "IGU") 4-5 Изчисляване на параметрите
Закони на постоянния ток Лекция 2.4. ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК 1. Причини за възникване на електрически ток. 2. Плътност на тока. 3. Уравнение на непрекъснатост. 4. Сили на трети страни и е. д.с. 5. Закон на Ом за нехомогенни
Лекция 8 Постоянен електрически ток Концепцията за електрически ток Електрическият ток е подредено (насочено) движение на електрически заряди.Разграничаване: Проводим ток (ток в проводници) движение
ИЗМЕРВАНЕ НА СПЕЦИФИЧНО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА МЕТАЛЕН ПРОВОДНИК Цел на работата: 1. Проверете закона на Ом за хомогенен проводник. 2. Проверете линейността на зависимостта на съпротивлението от дължината на хомогенен
3 Цел на работата: запознаване с методите за измерване и изчисление магнитно поле. Задача: определяне на константата на датчика на Хол; измерване на магнитното поле по оста на соленоида. Устройства и аксесоари: касета FPE-04,
II. Постоянен електрически ток 2.1 Характеристики на електрическия ток: сила и плътност на тока Електрическият ток е подредено движение на електрически заряди. Токопроводниците могат да бъдат
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "ТЮМЕНСКИ ДЪРЖАВЕН АРХИТЕКТУРЕН И СТРОИТЕЛЕН
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 4 ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНА НА ОМ ЗА СЕКЦИЯ НА ВЕРИГА, СЪДЪРЖАЩА ЕМП Целта на работата е да се изследва зависимостта на потенциалната разлика в секция на верига, съдържаща ЕМП, от силата на тока; определение за електродвигател
Министерство на образованието и науката на Руската федерация Урал федерален университеткръстен на първия президент на Русия Б. Н. Елцин ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА МЕТАЛЕН ПРОВОДНИК Методически
10 ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК. ЗАКОН НА ОМА Електрическият ток е подредено (насочено) движение на заредени частици в пространството. В тази връзка се наричат и безплатни такси
"ЗАКОНИ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК". Електрическият ток е подредено насочено движение на заредени частици. За наличието на ток са необходими две условия: Наличие на безплатни такси; Наличие на външни
Лекция 4. ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК Характеристики на тока. Сила и плътност на тока. Падане на потенциал по проводник с ток. Всяко подредено движение на заряди се нарича електрически ток. Превозвачи
Закони за постоянен ток Проводници в електростатично поле E = 0 E = grad φ φ = const S DdS = i q i = 0 Проводници в електростатично поле Неутрален проводник, въведен в електростатично поле
ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК Лабораторна работа 1 ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКОТО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА ПРОВОДНИК Цел на работата: да се изучи методът за измерване на съпротивление с помощта на амперметър и волтметър; измерване
Лабораторни упражнения 0 DC. ЗАКОН НА ОМ. Цел и съдържание на работата Целта на работата е да се анализира законът на Ом за участък от верига, съдържаща проводник и източник на ток. Работата е да мериш
Министерство на образованието на Руската федерация Томск поли Технически университетКатедра по теоретична и експериментална физика ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНА НА OMA Указания за извършване на виртуална лаборатория
ОБЩА ФИЗИКА. Електричество. Лекции 8 9. ПОСТОЯНЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК Понятие за електрически ток Условия за възникване и съществуване на ток на проводимост Сила на тока. Вектор на плътността на тока Уравнение на непрекъснатостта
Лекция 1 Ток на проводимост. Закон на Ом за хомогенен участък от верига. Паралелно и последователно свързване на проводници Ток на проводимост. Плътност на тока. Сила на тока Определение. Токът на проводимост се нарича
Лабораторна работа 4 Изследване на характеристиките на източник на постоянен ток Методическо ръководство Москва 04. Целта на лабораторната работа е да се изучат характеристиките на източник на постоянен ток, определения
Лабораторна работа 2 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИ ПОЛЕТА Целта на работата е да се намерят и построят еквипотенциални повърхности и линии на електрическо поле между два електрода с произволна форма; дефинирам
Министерство на образованието на Република Беларус Образователна институция "МОГИЛЕВСКИ ДЪРЖАВЕН ХРАНИТЕЛЕН УНИВЕРСИТЕТ" Катедра по физика ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНИТЕ НА DC. ИЗМЕРВАНЕ НА СЪПРОТИВЛЕНИЕ С МОСТ
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ КАЗАНСКИ ДЪРЖАВЕН АРХИТЕКТУРЕН И ИНЖЕНЕРЕН УНИВЕРСИТЕТ Катедра по физика, електротехника и автоматизация Лабораторна работа 31 „МОСТОВ МЕТОД“
Закон на Ом за нееднороден участък от верига Зависимост на плътността на тока от скоростта на дрейфа на свободните заряди. S k I Плътността на тока е векторът, определен от връзката Фиг. 1 j I S k, (1) където I е силата
Федерална агенция за образование Държавна образователна институция за висше професионално образование "Тихоокеански държавен университет" ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ИНДУКТИВНОСТ НА БОБИНИ Методологичен
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 73 ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА МЕТАЛЕН ПРОВОДНИК 1. Цел и съдържание на работата. Целта на работата е да се запознаете с метода за измерване на съпротивлението на метала
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 3-7: ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРОДВИЖЕЩИ СИЛИ НА ГАЛВАНИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА КОМПЕНСАЦИОННИЯ МЕТОД Студентска група Допускане Изпълнение Защита Цел на работата: запознаване с компенсационните методи и приложение
Цел на работата: запознайте се с един от методите за измерване електрическо съпротивлениерезистори. Вижте правилата за добавяне на съпротивления за различни методи за свързване на резистори. Задача: сглобете верига
1 ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 1 ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРОДВИЖЕЩА СИЛА С ИЗПОЛЗВАНЕ НА КОМПЕНСАЦИОННИЯ МЕТОД ЦЕЛ НА РАБОТА: да се проучи компенсационният метод за измерване на източника емф. Измерете ЕДС на галваничния елемент. УСТРОЙСТВА И АКСЕСОАРИ:
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "Ухтински държавен технически университет" (USTU) 8 Определяне на електропроводимостта
Лабораторна работа 2.4. Прилагане на закона на Ом за вериги с постоянен ток (виж също стр. 106 от „Работилницата“) 1 Експериментални задачи, поставени в работата: - определяне на стойностите на две неизвестни съпротивления
ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ПО ОБРАЗОВАНИЕТО ДЪРЖАВНО ВИСШЕ ОБРАЗОВАТЕЛНО ЗАВЕДЕНИЕ "САМАРСКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ" Катедра "Обща физика и физика на производството на нефт и газ"
1 4 Електромагнитна индукция 41 Законът за електромагнитната индукция Правилото на Ленц През 1831 г. Фарадей открива едно от най-фундаменталните явления в електродинамиката, явлението електромагнитна индукция: в затворен
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ федерална държавна бюджетна образователна институция висше образованиеКатедра "Обща физика" на "Кургански държавен университет"
Тема 12. Постоянен електрически ток 1. Електричен ток и сила на тока Свободните носители на заряд (електрони и/или йони), присъстващи в веществото в нормално състояние, се движат хаотично. Ако създадете външен
Федерална агенция за образование Държавна образователна институция за висше професионално образование Уралски държавен технически университет - UPI DC ТЕКУЩИ Въпроси за програмиран контрол по физика за студенти от всички форми на обучение на всички
РАБОТА 0 МОДЕЛИРАНЕ НА ПЛОСКОПАРАЛНО ЕЛЕКТРОСТАТИЧНО ПОЛЕ В ПРОВОДЯЩИ ЛИСТИ Цел на работата. Получете експериментално картина на равен електрически потенциал, изградете линии на напрежение върху него
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА № 5 ИЗУЧАВАНЕ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИТЕ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК ЦЕЛ НА РАБОТА 1. Получаване на практически умения при работа с най-простите електрически измервателни уреди. 2. Изучаване на законите на електрическия поток
Московски държавен университет на име. М. В. Ломоносов Физически факултет Катедра по обща физика Лаборатория Практика по обща физика (електричество и магнетизъм) Лаборатория
Лекция 25 Прав електрически ток. Сила и плътност на тока. Закон на Ом за хомогенен участък от верига. Работа и мощност на тока. Закон на Джаул Ленц. Закон на Ом за нееднороден участък от верига. Правилата на Кирхоф.
Постоянен електрически ток Сила на тока Плътност на тока Електрическият ток е подредено движение на електрически заряди Тези заряди се наричат носители на ток В металите и полупроводниците, носители на ток
3. Лабораторна работа 21 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОТО ПОЛЕ Цели на работата: 1) експериментално изследване на квазистационарното електрическо поле, изграждане на картина на еквипотенциални повърхности и линии
Изпит Уравнение за непрекъснатост или уравнение за непрекъснатост (продължение) Незадължително вмъкване Както беше отбелязано по-горе, ако вземем предвид вместо заряда, изтичащ от обема V, заряда, който остава
Лабораторна работа Определяне на съпротивлението на проводник. Въведение. Електрическият ток е организирано движение на заредени частици. Самите тези частици се наричат носители на ток. В метали
Държава по-висока образователна институция"ДОНЕЦК НАЦИОНАЛЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ" Факултет по физика ЛАБОРАТОРЕН ДОКЛАД 7 ИЗСЛЕДВАНЕ НА АПЕРИОДИЧЕН РАЗРЯД НА КОНДЕНЗАТОР И ОПРЕДЕЛЯНЕТО ГО
Лабораторна работа.3 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИТЕ НА ИЗТОЧНИК НА ТОК Цел на работата: да се изследват зависимостите на тока, общата и полезна мощност, ефективността на източника от съпротивлението на натоварване;
DC CURRENT 2008 Веригата се състои от източник на ток с ЕМП 4,5 V и вътрешно съпротивление r = 5 ома и проводници със съпротивление = 4,5 ома и 2 = ома Работата, извършена от тока в проводника за 20 минути, е равна на r ε
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА 5 ИЗМЕРВАНЕ НА СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА ПРОВОДНИКА Цел на работата: изучаване на методите за измерване на съпротивлението, изучаване на законите на електрическия ток във вериги с последователни и паралелни връзки
Закон на Ом за нееднороден участък от верига Зависимост на плътността на тока от скоростта на дрейфа на свободните заряди. Плътността на тока е векторът, определен от връзката Фиг. 1 където е силата на тока в областта, площ
ЕЛЕКТРОСТАТИКА Лабораторна работа 1.1 ИЗУЧАВАНЕ НА ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОТО ПОЛЕ ЧРЕЗ СИМУЛАЦИОНЕН МЕТОД Цел на работата: експериментално изследванеелектростатично поле чрез метод на моделиране. Оборудване.
\ За учител по физикаПри използване на материали от този сайт - и поставянето на банер е ЗАДЪЛЖИТЕЛНО!!!
Творческа лаборатория на тема „Графично изследване на закона на Ом за пълна верига“
Материали предоставени от:Юрий Максимов
електронна поща: [имейл защитен]
Цели на урока:
- дидактически – създават условия за научаване на нови неща учебен материализползване на изследователския метод на обучение;
- образователен - формират понятия за ЕМП, вътрешно съпротивление и ток на късо съединение.
- развиващи се - развиват графичните умения на учениците, развиват умения за работа с текущи източници.
- образователен – възпитават култура на умствен труд.
Тип урок : урок за изучаване на нов материал.
Оборудване: комплект “Електричество-1 и 2” от комплекта апаратура “L - микро”, източник на ток – празен акумулатор.
ПО ВРЕМЕ НА ЗАНЯТИЯТА.
1. Организационен момент (1-2 мин.)
2. Актуализиране на знанията (5 мин.)
За да постигнем целите на днешния урок, трябва да си припомним материала, който изучавахме по-рано. Докато отговаряме на въпроси, ще записваме основните изводи и формули в тетрадките и на дъската.
- Закон на Ом за участък от верига и нейната графика.
- Концепцията за волт-амперни характеристики.
- Концепцията за ЕМП, вътрешно съпротивление, ток на късо съединение Закон на Ом за затворена верига.
- Формула за изчисляване на вътрешно съпротивление.
- Формула за изчисляване на ЕМП чрез съпротивление на ток и резистор (задача 2 на стр. 40 след §11)
- Формула за изчисляване на EMF чрез съпротивление на напрежение и резистор.
Постановка учебна задача. Формулиране на темата и целта на урока.
- Измерва EMF, вътрешно съпротивление и ток на късо съединение по няколко начина.
- Проучете физическото значение на ЕМП.
- Намерете най-точния начин за определяне на ЕМП
Завършване на работата.
Първи начин – директно измерване на ЕМП.
Въз основа на закона на Ом за затворена верига, след трансформирането му получаваме следната формула:
U= E - I r.
Когато I=0 получаваме формулата за изчисление EMF: E=U . Волтметър, свързан към клемите на източника на ток, показва стойността на EMF.
Според показанията на волтметъра записваме стойността на EMF: E = 4,9 V и ток на късо съединение: Is.c = 2,6 A
Изчисляваме вътрешното съпротивление по формулата:
r = (E – U) / I = 1,8 ома
Втори начин – косвено изчисление
1.по показания на амперметър.
Нека сглобим електрическа верига, състояща се от последователно свързан източник на ток, амперметър, резистор (първо 2 ома, след това 3 ома) и ключ, както е показано на фигурата.
Според формулата: r = (I2R2 – I1R1) / (I1 – I2) Нека изчислим вътрешното съпротивление: r = 3 Ohm
Според формулата: E = I1R1 – I1 r намираме ЕМП: E = 6 V.
Според формулата Ikz. = E/r Определяме тока на късо съединение: Is = 2 A.
2.по показания на волтметър.
Въз основа на показанията на волтметъра и като се вземат предвид стойностите на съпротивлението на резистора, получаваме следните резултати:
r = 1 Ohm, E = 3,8 V. Is = 3,8 A.
Трети начин – графична дефиниция.
В задача 5 (стр. 40) от домашното трябва да построите графики на силата на тока спрямо съпротивлението и електрическото напрежение спрямо съпротивлението. Този проблем води до идеята за изучаване на закона на Ом за пълна верига чрез графика на реципрочната стойност на тока спрямо външното съпротивление.
Нека пренапишем тази формула в друга форма:
1 / I = (R+ r) / E.
От този запис става ясно, че зависимостта на 1/I от R е линейна функция, т.е. Графиката е права линия.
Нека сглобим електрическа верига, състояща се от източник на ток, амперметър, резистор и превключвател, свързани последователно. Сменяйки резисторите, записваме техните стойности и показанията на амперметъра в таблицата. Изчисляваме реципрочната стойност на тока.
аз (ом) | |||||
Нека начертаем зависимостта на реципрочната стойност на тока от външното съпротивление и да я продължим, докато се пресече с R оста.
Анализ на получената графика.
- Точка A на графиката съответства на условието 1 / I = 0 или R= ∞, което е възможно при R= r
- Точка B се получава при съпротивление R=0, т.е. показва тока на късо съединение.
- Сегмент за кръвно налягане равно на суматасъпротивление R+ r
- CD сегментът е 1/I.
От формулата, трансформирана в началото на работата: 1 / I = (R+ r) / E, намираме:
1 / E = (1 / I) / (R + r) = tan α
От тук намираме ЕМП:
E = сtg α = (BP) / (CD)
Резултати от изчислението:
r = 1,9 Ohm, E = 4,92 V. Is = 2,82 A.
Обобщение на резултатите от измерванията.
Метод на измерване | Вътрешно съпротивление | EMF стойност | Ток на късо съединение |
Основни изводи и анализ на резултатите.
- ЕМП на източника на ток е равна на сумата от падовете на напрежението във външните и вътрешните секции на веригата: E = IR + Ir = Uext + Uint.
- EMF се измерва с волтметър с високо съпротивление без външен товар: U = E при R.
- Токът на късо съединение е опасен, ако вътрешното съпротивление на източника на ток е ниско.
- По-точни резултати се получават с директно измерване и графично определяне.
- При избора на източник на захранване е необходимо да се вземат предвид редица фактори, определени от условията на работа, характеристиките на натоварване и времето за разреждане.
Творческа лаборатория на тема „Графично изследване на закона на Ом за пълна верига“
Хареса ли? Моля, благодарете ни! За вас е безплатно, а за нас е голяма помощ! Добавете нашия уебсайт към вашата социална мрежа:
Цел на работата:определя вътрешното съпротивление на източника на ток и неговия ЕМП.
Оборудване:
Обяснения за работа
Електрическият ток в проводниците се причинява от така наречените източници на постоянен ток. Силите, които причиняват движението на електрически заряди вътре в източник на постоянен ток срещу посоката на действие на силите на електростатичното поле, се наричат външни сили. Работно отношение Астрана , извършвано от външни сили за преместване на заряда Qпо веригата, до стойността на този заряд се нарича електродвижеща сила източник (EMF):
ЕДС на източника се измерва с волтметър, силата на тока се измерва с амперметър.
Според закона на Ом силата на тока в затворена верига с един източник се определя от израза:
По този начин силата на тока във веригата е равна на съотношението на електродвижещата сила на източника към сумата от съпротивленията на външната и вътрешната част на веригата. Нека текущите стойности I 1 и I 2 и спадовете на напрежението в реостата U 1 и U 2 са известни. За EMF можем да напишем:
= I 1 (R 1 + r) и
I 2 (R 2 + r)
Приравнявайки десните части на тези две равенства, получаваме
I 1 (R 1 + r) = I 2 (R 2 + r)
I 1 R 1 + I 1 r = I 2 R 2 + I 2 r
I 1 r – I 2 r = I 2 R 2 - I 1 R 1
защото I 1 R 1 = U 1 и I 2 R 2 = U 2, тогава последното равенство може да се запише по следния начин
r(I 1 – I 2) = U 2 – U 1,
Задачи
Снимка 1
С помощта на мултицет определете напрежението на батерията при отворен ключ. Това ще бъде ЕДС на батерията
Затворете ключа и измерете тока I 1 и напрежението U 1 на реостата. Запишете показанията на инструмента.
Променете съпротивлението на реостата и запишете други стойности за тока I 2 и напрежението U 2 .
Повторете измерванията на тока и напрежението за още 4 различни позиции на плъзгача на реостата и запишете получените стойности в таблицата:
Изчислете вътрешното съпротивление по формулата:
Определете абсолютната и относителната грешка на измерването на ЕМП (∆ℇ и δ
) и вътрешно съпротивление (∆r и δr) на батерията.
Контролни въпроси
Посочете закона на Ом за пълната верига.
Каква е ЕДС на източника, когато веригата е отворена?
Какво причинява вътрешното съпротивление на източник на ток?
Как се определя токът на късо съединение на батерия?
Литература
Работата е с продължителност 2 часа
Лабораторна работа № 8
Предмет: Определяне на ЕМП и вътрешно съпротивление на източник на напрежение
Цел на работата:измерване на ЕМП и вътрешното съпротивление на източника на ток.
Оборудване:захранване, жичен резистор, амперметър, ключ, волтметър, свързващи проводници.
Обяснения за работа
Схемата на електрическата верига е показана на фигура 1. Веригата използва акумулатор или батерия като източник на ток.
Снимка 1
Когато ключът е отворен, ЕДС на източника на ток е равна на напрежението във външната верига. В експеримента източникът на ток е свързан към волтметър, чието съпротивление трябва да бъде много по-голямо от вътрешното съпротивление на източника на ток r. Обикновено съпротивлението на източника на ток е ниско, така че за измерване на напрежението можете да използвате волтметър със скала от 0–6 V и съпротивление R V = 900 ома. Тъй като съпротивлението на източника обикновено е малко, тогава наистина R е в r. В този случай разликата между E и U не надвишава десети от процента, така че грешката при измерване на ЕМП е равна на грешката при измерване на напрежението.
Вътрешното съпротивление на източник на ток може да бъде измерено косвено чрез отчитане на амперметър и волтметър при затворен ключ.
Действително, от закона на Ом за затворена верига получаваме: E=U+Ir, където U=IR е напрежението във външната верига. Ето защо
За да измерите тока във верига, можете да използвате амперметър със скала от 0 - 5 A.
Задачи
Сглобете електрическата верига съгласно фигура 1.
Измерете EMF на източника на ток с волтметър, когато ключът е отворен:
Запишете класа на точност на волтметъра k v и границата на измерване U max на неговата скала.
Намерете абсолютната грешка при измерване на ЕДС на източника на ток:
Запишете крайния резултат от измерването на ЕДС на източника на ток:
Изключете волтметъра. Заключете ключа. Измерете тока I във веригата с амперметър.
Запишете класа на точност на амперметъра k A и границата на измерване I max на неговата скала.
Намерете абсолютната грешка в измерването на тока:
Изчислете вътрешното съпротивление на източника на ток, като използвате формулата:
Намерете абсолютната грешка при измерване на вътрешното съпротивление на източника на ток:
Запишете крайния резултат от измерването на вътрешното съпротивление на източника на ток:
Въведете резултатите от измерванията и изчисленията в таблицата:
| Измерване на ЕМП на източник на ток | Измерване на вътрешно съпротивление на източник на ток |
||||||||||
| E=U,B | k v ,V | Umax,V | ∆E,% | E+∆E,% | Аз,А | k A ,A | I max , A | R, ом | ∆R, ом | ∆r, ом | r+∆r, ом |
Подгответе доклад, той трябва да съдържа: името на темата и целта на работата, списък на необходимото оборудване, формули за желаните количества и техните грешки, таблица с резултатите от измерванията и изчисленията, заключение за работата.
Отговорете устно на въпросите от теста.
Контролни въпроси
Защо показанията на волтметъра са различни, когато ключът е отворен и когато ключът е затворен?
Как да подобрим точността на измерване на ЕМП на източник на ток?
Какво съпротивление се нарича вътрешно съпротивление?
Какво определя потенциалната разлика между полюсите на източник на ток?
Литература
Дмитриева В. Ф. Физика за професии и технически специалности: учебник за образователни институцииначало и сряда проф. образование. - М.: Издателски център "Академия", 2014 г.;
Самойленко П.И. Физика за професии и специалности от социално-икономически профил: учебник за образователни институции за начален и среден професионален. образование. - М.: Издателски център "Академия", 2013 г.;
Касянов В. Д. Тетрадка за лабораторна работа. 10 клас - М.: Дропла, 2014 г.
Работата е с продължителност 2 часа
Лабораторна работа №9
Предмет: Изследване на явлението електромагнитна индукция
Цел на работата:изучават явлението електромагнитна индукция и свойствата на вихровото електрическо поле, установяват и формулират правило за определяне на индуцирания ток.
Оборудване:милиамперметър, намотка-намотка, дъгообразен магнит, източник на захранване, намотка с желязна сърцевина от разглобяем електромагнит, ключ, свързващи проводници.
Обяснения за работа
Електромагнитната индукция е възникването на електродвижеща сила в проводник, когато той се движи в магнитно поле в затворена проводяща верига поради движението си в магнитно поле или промяна в самото поле. Тази електродвижеща сила се нарича електродвижеща сила на електромагнитната индукция. Под негово въздействие в затворен проводник се появява електрически ток, наречен индукционен ток.
Закон за електромагнитната индукция (закон на Фарадей-Максуел): ЕМП на електромагнитната индукция във верига е пропорционална и противоположна по знак на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхност, опъната върху веригата:
Знакът минус от дясната страна на закона за електромагнитната индукция съответства на правилото на Ленц: при всяка промяна в магнитния поток през повърхност, опъната върху затворена проводяща верига, във веригата се появява индуциран ток в такава посока, че собственият му магнитен полето противодейства на промяната в магнитния поток, която е причинила индуцирания ток.
Задачи
Изследвайте сами методически указанияза извършване на лабораторна работа.
Свържете намотката към клемите на милиамперметъра.
Докато наблюдавате показанията на милиамперметъра, доближете един от полюсите на магнита към намотката, след това спрете магнита за няколко секунди и след това отново го приближете до намотката, като го натиснете в нея.
Запишете дали магнитният поток, преминаващ през намотката, се е променил, докато магнитът се движи? По време на спирането му?
Въз основа на вашите отговори на предишния въпрос направете и запишете заключение за условието, при което възниква индуциран ток в намотката.
За посоката на тока в бобината може да се съди по посоката, в която стрелката на милиамперметъра се отклонява от нулевото деление. Проверете дали посоката на индукционния ток в бобината ще бъде една и съща или различна, когато същият магнитен полюс се приближава и отдалечава от нея.
Приближете полюса на магнита към намотката с такава скорост, че стрелката на милиамперметъра да се отклонява с не повече от половината от граничната стойност на неговата скала.
Повторете същия опит, но при по-висока скорост на магнита, отколкото в първия случай. При по-висока или по-малка скорост на движение на магнита спрямо намотката, магнитният поток, преминаващ през тази намотка, променя ли се по-бързо? При бърза или бавна промяна на магнитния поток през намотката възникна ли в нея по-голям ток? Въз основа на вашия отговор на последния въпрос направете и запишете заключение за това как модулът на силата на индукционния ток, възникващ в намотката, зависи от скоростта на промяна на магнитния поток, преминаващ през тази намотка.
Сглобете електрическата верига:
Снимка 1
Проверете дали възниква индуциран ток в намотка 1 в следните случаи:
б) при протичане на постоянен ток през намотка 2;
в) когато токът, протичащ през намотка 2, се увеличава и намалява чрез преместване на плъзгача на реостата към съответната страна.
11. В кой от случаите, изброени в параграф 9, се променя магнитният поток, преминаващ през намотка 1? Защо се променя?
12. Подгответе доклад, който трябва да съдържа: името на темата и целта на работата, списък на необходимото оборудване, експериментални схеми и заключение за работата.
13. Отговорете устно на въпросите от теста.
Контролни въпроси
Защо е по-добре да вземете затворен проводник под формата на намотка, а не под формата на единично завъртане на проводник, за да откриете индукционен ток?
Формулирайте закона за електромагнитната индукция.
Назовете инструментите и устройствата, чиято работа се основава на индукционни токове.
Какво е явлението електромагнитна индукция?
Променете кое физични величиниможе да доведе до промяна в магнитния поток?
Литература
Дмитриева V. F. Физика за професии и технически специалности: учебник за образователни институции нач. и сряда проф. образование. - М.: Издателски център "Академия", 2014 г.;
Самойленко П.И. Физика за професии и специалности от социално-икономически профил: учебник за образователни институции за начален и среден професионален. образование. - М.: Издателски център "Академия", 2013 г.;
Касянов В. Д. Тетрадка за лабораторна работа. 10 клас - М.: Дропла, 2014 г.
Работата е с продължителност 2 часа
Лабораторна работа №10
Урок за изучаване на нов материал за 10 клас с изследователска задача на тема "Законът на Ом за пълна верига." При обяснение нова темаСтудентите участват в обсъждането на въпроси, правят бележки в тетрадките под формата на справочна бележка, самостоятелно експериментират с лабораторни задачи и попълват таблицата.
Изтегли:
Преглед:
Изследователски задачи за урок по физика по темата
"Закон на Ом за пълна верига"
Клас: 10
Продължителност: 45 мин
Учител: Бойтунова А.В.
Оборудване: компютър, презентация на урока, таблици, работни листове.
устройства: Захранващи устройства, реостати, амперметри, волтметри, ключове,
свързващи проводници.
Тип урок: урок за изучаване на нов материал.
Форми на работа на учениците: когато обясняват нова тема, учениците участват в обсъждане на въпроси, правят бележки в тетрадка под формата на опорно резюме, самостоятелно попълват таблица и затвърждават получените знания.
План на урока
- Повторение на изучения материал (5 мин.);
- Актуализиране на знанията (2 мин.);
- Учене на нов материал (25 мин.);
- Затвърдяване на нов материал (5 мин.);
- Обобщаване (2 минути);
- Размисъл (2 минути).
- Домашна работа, коментари (2 мин.).
мото: „За да знаеш, трябва да се научиш да наблюдаваш!“
По време на часовете:
1. Организиране на времето:
(1-2 минути).
Въведение: Добър ден. Днес темата на нашия урок е: Външни сили. ЕМП.
Закон на Ом за пълна верига. Като епиграф към урока взех думите на Георг Ом:
«
Да, електричеството е моята сродна душа
Затопля, забавлява, добавя светлина».
Целта на урока: Въведете понятието електродвижеща сила, обяснете съдържанието на закона на Ом за пълна затворена верига.
2. Повторение на материала:(5 мин.) За определяне на лидери и повторение на преминатия материал децата решават тест. Въпросите от теста се показват на екрана чрез проектор. Който отговори най-много, ще излезе напред: той ще бъде лидер на групата.
Сега ще се разделим на 3 групи. Ръководители, изберете екип, с който ще провеждате изследователска работа.
3. Работа в групи:(15 минути) (групите провеждат експерименти и докладват резултатите на класа), но преди да направят изследване, учителят напомняправила за безопасност.
1. Опит No1. „Изследване на закона на Ом за участък от верига“
Напредък:
Сглобете основната верига. Чрез преместване на плъзгача на реостата, определете стойностите на тока и напрежението във веригата и въведете показанията в таблицата (5 стойности). Въз основа на данните в таблицата постройте графика и направете заключение.
аз, а | У, Б |
2. Опит №2. „Изследване на закона на Ом за пълна верига“
Оборудване: Захранване, реостат, амперметър, волтметър, ключ, свързващи проводници.
Напредък:
Сглобете електрическа верига.
Проверете надеждността на електрическите контакти и правилното свързване на амперметъра и волтметъра.
Извършете работа по веригата с отворен и затворен ключ. Внимателно погледнете показанията на волтметъра.
Вземете показанията на амперметър и волтметър при затворен ключ.
Запишете резултатите от измерването, начертайте графика и направете заключение.
4. Работа с учебници:(15 минути) Учениците попълват таблицата самостоятелно, използвайки литература и справочници по физика.
Добавка на учителя:EMF е равна на сумата от падовете на напрежението във външните и вътрешните участъци на веригата. Напрежението в отделните участъци от веригата може да се намери с помощта на закона на Ом за участък от веригата.
5. Заключение: (5 мин.) Можем да обобщим. Чрез собствените си изследвания вие сте доказали съществуването на външни сили и сте потвърдили, че те действат. Доказано е, че източникът има устойчивост и също така е характеризиран постоянна стойностнаречен ЕМП. Сега можете да създавате прости галванични клетки. Групите още веднъж повтарят основните изводи и формулират закона на Ом.
6. Рефлексия на ученика:(2 минути).
7. Нека го запишем домашна работа: (2 мин.) § 109, 110, Създаване галванична клетка, използвайки като кисела средаябълка, лимон, солен домат или краставица. И сравнете ЕМП, създаден от всеки източник.
Коментар: Урокът е придружен с презентация.
Приложение
Група №_______________
Водач _________________________________________________
Закон на Ом за участък от верига | Закон на Ом за пълна верига |
1.
Експеримент № 1 Закон на Ом за участък от верига. | 1. Опит № 2 Закон на Ом за пълна верига. |
2.
Какви количества са свързани по закона на Ом за участък от верига? | 2. Какви количества са свързани със закона на Ом за пълна верига? |
3. Напишете мерните единици за тези величини. | 3. Напишете мерните единици за тези величини. |
4.
Формула Закон на Ом за участък от верига: | 4. Формула на закона на Ом за пълна верига: |
5.
| 5. Как се формулира законът на Ом? |
5. Волт-амперни характеристики | 5.
Волт-амперни характеристики |
6.
Днес в I клас
| 6.
Днес в I клас
|
Лабораторна работа.
Изследване на закона на Ом за пълна верига.
Цел на работата:
Измерете ЕДС и вътрешното съпротивление на източника на ток.
Оборудване:
Захранване (изправител). Реостат (30 Ohm, 2 A). Амперметър. Волтметър. Ключ. Свързващи проводници.
Експерименталната настройка е показана на снимка 1.
Свързваме реостат 2, амперметър 3, ключ 4 към източник на ток 1.
Свързваме волтметър 5 директно към източника на ток.
Електрическата схема на тази верига е показана на фигура 1.
Според закона на Ом силата на тока в затворена верига с един източник на ток се определя от израза
Имаме IR=U - падът на напрежението на външната част на веригата, който се измерва с волтметър при включена верига.
Нека напишем формула (1) така
Можете да намерите ЕМП и вътрешното съпротивление на източника на ток, като използвате стойностите на тока и напрежението на два експеримента (например 2 и 5).
Нека запишем формула (2) за два експеримента.
От уравнение (4) намираме
И за всеки експеримент, използвайки формула (2), намираме E.M.S.
Ако вместо реостат вземем резистор със съпротивление около 4 ома, тогава вътрешното съпротивление на източника може да се намери по формула (1)
Редът на работа.
Сглобете електрическа верига. Измерете ЕМП на източника на ток с волтметър, когато превключвателят K е отворен. 0,6; 0,9; 1.2; 1,5; 1,8 A. Запишете показанията на волтметъра за всяка стойност на тока. Изчислете вътрешното съпротивление на източника на ток, като използвате формула (3).
Намерете средната стойност на ravg.
Стойности на ε, I, U, r, ravg. запишете го в таблицата.
Класът на точност на училищните инструменти е 4%, (т.е. k = 0,04.) По този начин абсолютната грешка при измерване на напрежението и EMF е равна
грешка в измерването на тока
Запишете крайния резултат от измерването ε
Намерете относителната грешка при измерване на вътрешното съпротивление на източника на ток,
Намерете абсолютната грешка при измерване на вътрешното съпротивление
Запишете крайния резултат от измерването r
rav ±Δr=…..
Намерете вътрешното съпротивление на източника, като използвате формула (5).Сменяйки реостата във веригата с резистор и използвайки формула (6), намерете вътрешното съпротивление на източника на ток.
Изисквания за отчет:
Заглавие и цел на работата. Начертайте схема на електрическа верига. Напишете формули за изчисление и основни изчисления. Попълнете таблицата. Начертайте графика на U=f(I) (като вземете предвид, че при I=0 U=ε)
Отговори на въпроси:
1. Формулирайте закона на Ом за пълна верига.
2. Какво е ЕМП?
3. От какво зависи ефективността на веригата?
4. Как да определим тока на късо съединение?
5. В какъв случай CPL на веригата има максимална стойност?
6. В какъв случай мощността на външния товар е максимална?
7. По проводник със съпротивление 2 ома, свързан към елемент с едс 2,2 V, протича ток 1 A. Намерете тока на късо съединение на елемента.
8. Вътрешно съпротивление на източника 2 ома. Токът във веригата е 0,5 A. Напрежението във външната част на веригата е 50 V. Определете тока на късо съединение.
