Определение эдс и внутреннего сопротивления источника тока

Цель работы: экспериментально определить основные характеристики источника постоянного тока: ЭДС ε и внутреннее сопротивление источника тока r.

Оборудование: источник электрической энергии, амперметр, вольтметр, ползунковый реостат, соединительные провода, ключ.

Теоретическое обоснование. 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 (не электрического происхождения) силы    

По 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, где

R – сопротивление внешнего участка; [Ом];

r – сопротивление внутреннего участка, [Ом].

 

Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется элек тродвижущей силой источника тока ε:

ε = I R + I r, где ε [В ](вольт)

  Вопросы для самоконтроля по теории

1.Из каких участков состоит замкнута электрическая цепь?

2. Из чего складывается ее сопротивление?

3. Что характеризует ЭДС?

4. Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи.

5. Чем он отличается от закона Ома для участка цепи?

Практическая работа

 1. Определите цену деления шкалы измерительных приборов.

  2. Составьте электрическую цепь по cхеме, изображенной на рисунке.

  3. Движок реостата поставить в среднее положение

 

4. Замкнуть цепь. Записать величину силы тока I ₁ и напряжения U _1. Силы тока I ₂   и напряжения U _2.

5. Передвинуть движок реостата, записать значения.

6. Вычислить значение эдс. (ε) и внутреннее

сопротивление (r) источника тока, пользуясь соотношениями:

 

 

ε= U₁+I₁r                                 

ε=U₂+I₂r

7. Результата измерений и вычислений записать в таблицу:

№ п/п	Напряжение U1,B	Сила тока I1, A	Напряжение U2, B	Сила тока I2, A	Э.Д.С. ε, B	Внутр, сопр. r, O м

8. Запишите вывод, запишите его словесно и математически. Что вы измеряли и какой получен результат?

Контрольные вопросы

1. Какова физическая суть электрического сопротивления?

2. Какова роль источника тока в электрической цепи?

3. Какой физический смысл ЭДС источника тока?

4. От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?

5. Чему равен ток короткого замыкания? Какому сопротивлению внешней цепи он соответствует?

6. Какое внешнее сопротивление соответствует разомкнутой цепи?

7. Как связано напряжение на разомкнутых полюсах источника с ЭДС источника?

8. В замкнутой цепи сторонние силы совершили за некоторое время работу 10 дж. Можно ли утверждать, что кулоновские силы совершили такую же работу? Обоснуйте ответ.

9. ЭДС батарейки карманного фонарика 4,5 В. Будет ли от этой батарейки гореть полным накалом лампочка, рассчитанная тоже на 4,5 В? Обоснуйте ответ.

Лабораторная работа № 8