Задание 1. Определение удельного сопротивления резистивного провода

1.1. Получить у преподавателя вариант задания и данные занести в таблицу 1

1.2. Переключатели 1 и 2 установить во включенное положение, при этом установка будет работать согласно схеме, изображенной на рис.6.

Рис.6

1.3. Ручку "Рег. тока" установить в крайнее левое положение.

1.4. Включить прибор, нажав кнопку "Сеть".

1.5. Установить первую длину проводника l_1,2 на вертикальной линейке с помощью скользящего контакта.

1.6. Вращая ручку "Рег. тока", установить напряжение U_1,2 (согласно задания).

1.7. Для пары значений l_1,2 и U_1,2 3 раза измерить значение тока i и рассчитать среднее значение силы тока. Результаты измерений занести в таблицу 1.

1.8. Установить следующее значение длины проводника и повторить измерения пунктов 1.6 и 1.7.

1.9. Измерить диаметр резистивного провода.

1.10. После снятия всех результатов измерений прибор выключить.

1.11. По результатам измерений определить среднее значение удельного сопротивления проводника, учитывая, что рабочая формула для определения удельного сопротивления однородного резистивного провода согласно (16), (17) и (19) примет вид:

(29)

где R_1,2 – сопротивление резистивного провода на участке 1-2; S – площадь его поперечного сечения; I – ток, проходящий в проводнике; l_1,2 – длина проводника на участке 1-2; d – диаметр резистивного провода.

1.12. По рассчитанному определить материал проводника.

Таблица 1

Задание 2. Исследование работы источника электрической энергии

2.1. Переключатель 1 установить в отключенное положение, а переключатель 2 во включенное и вольтметр покажет ЭДС источника. Записать это значение в тетрадь

2.2. Переключатель 2 установить в отключенное состояние, при этом к источнику тока подключится сопротивление нагрузки R_н.., схема примет вид рис.7.

Рис.7

2.3. Изменяя сопротивление R_н (вращая ручку "Рег.тока"), снять зависимость U_н = f(I) не менее, чем для десяти значений тока с интервалом
15 mA.

2.4. После снятия всех результатов измерений прибор выключить.

Таблица 2

2.5. Построить график зависимости U_н = f(R_н) и сравнить его с аналитической зависимостью (21). При заполнении таблицы 2 следует учесть, что рассчитывать величины надо только на основе данных, полученных экспериментально, а не в результате других расчетов. Заполнить таблицу 2 согласно формулам:

P_н = IU P = Ie

2.6. Построить график зависимости P = f(Rн/r).

2.7. Построить график зависимости Pн = f(Rн/r).

2.8. Построить график зависимости h = f(Rн/r).

2.9. В заключении к работе необходимо пояснить результаты, полученные в задании 1 и объяснить полученные в задании 2 зависимости.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется электрическим током?

2. Что называется плотностью тока?

3. Записать закон Ома в дифференциальной форме.

4. Что называется ЭДС?

5. Что называется падением напряжения на участке цепи?

6. Что называется сопротивлением участка цепи?

7. Записать обобщенный закон Ома для участка цепи.

8. Вывести формулу для определения удельного сопротивления.

9. Вывести формулу для мощности, развиваемой источником ЭДС.

10. Вывести формулу для полезной мощности и КПД источника.

11. При каком соотношении сопротивления источника тока и сопротивления нагрузки будет максимальная полезная мощность?

12. Как можно уменьшить ошибку измерений, используя одни и те же измерительные приборы и инструменты?