Опрацювати по підручнику «Фізика» тему : Джерела електричної енергії

2.Вивчити основні означення даної теми

3. Розв’язати задачі:

1. Дві лампи розраховані на однакову напругу, одна зяких має потужність 60 Вт, а друга 75 Вт. Опір якої лампи більший і в скільки разів?

 

 

2. Нагрівальний елемент установки для випаровування води має опір 10 Ом при температурі 100°С. Якої сили струм необхідно пропускати через нього, щоб установка випаровувала 100 г води за 1 хв? Питома теплота пароутворення води 2,3 МДж/кг.

 

Задачі на самостійну роботу

 

1. Яку потужність споживає 25 ватна лампа, розрахована на напругу 220 В, якщо її ввімкнути в мережу з напругою 120 В? Зміною опору лампочки знехтувати.

2. Електродвигун підйомного крану працює під напругою 380 В при силі струму 20 А. Який його ККД, якщо вантаж масою 1 т кран рівномірно піднімає на висоту 19 м за
50 с? g=10 м/с².

3. Електричний чайник має в нагрівнику дві секції. Під час вмикання першої секції вода в чайнику закипає за 900 с, а під час вмикання другої секції така ж кількість води закипає за
1200с. За який час закипить вода, якщо секції ввімкнути послідовно?

 

Обладнання: 1.Джерело струму. 2. Реостат(6-10Ом) 3. Амперметр.

4. Вольтметр. 5. Вимикач. 6. З’єднувальні провідники.

 

Теоретичні відомості.

Різниця потенціалів (напруга) на полюсах джерела струму утворюється внаслідок перерозподілу зарядів в ньому. Роботу по розподілу зарядів на додатні і від’ємні виконують стороні сили (сили не електричного походження – сила тяжіння, тиск, ядерні сили і т.д.).

Величина, яка вимірюється роботою, що здійснили стороні сили при переміщенні одиничного додатного електричного заряду всередині джерела струму, називається електрорушійною силою джерела струму (ЕРС) e і вимірюється в вольтах (В).

Коли коло замкнути, то розподілені в джерелі заряди утворюють електричне поле, яке переміщує заряди по зовнішньому колу. Всередині джерела заряди рухаються назустріч полю під дією сторонніх сил. Таким чином, енергія, що накопичена в джерелі струму, іде на роботу по переміщенню заряду в колі з зовнішнім і внутрішнім опорами:

; або

При замкненому колі спад напруги на зовнішньому колі вимірюється на клемах джерела струму. Якщо коло розімкнене, то вольтметр показує максимальне значення спаду напруги на зовнішньому колі (на внутрішньому колі спадом напруги нехтуємо). Спад напруги буде рівний ЕРС джерела струму.

ЕРС=U_max=IR

Внутрішній опір можна визначити із закону Ома для повного кола, вимірявши напругу на зовнішньому колі при замкненому вимикачеві.

Хід роботи

Дослід №1

1. Визначаю ціну поділки шкали амперметра і вольтметра:

 

 

2. Збираю електричне коло за схемою

 

3. Вимірюю напруги і сили струмів при двох різних

положеннях реостата:

 

;

 

;

 

 

4. Визначаю внутрішній опір та ЕРС джерела:

 

;

 

Дослід № 2

 

5. Вимірюю напруги і сили струмів при двох різних

положеннях реостата:

 

;

 

;

 

 

6. Визначаю внутрішній опір та ЕРС джерела:

 

;

 

Дослід № 3

 

7. Вимірюю напруги і сили струмів при двох різних

положеннях реостата:

 

;

 

;

 

 

8. Визначаю внутрішній опір та ЕРС джерела:

 

;

 

9. Визначаю середні значення внутрішнього опору та ЕРС:

 

 

 

 

10. Вимірюю напругу на затискачах джерела і приймаю її за дійсне значення ЕРС

 

 

11. Визначаю відносну похибку вимірювань:

 

 

12. Систематизую результати досліджень.

 

№ досліду	Сила струму І (А)	Напруга в зовн. колі (В)	(В)	Середнє значення ЕРС (В)	Внутрішній опір (Ом)	Середнє значення внутрішнього опору (Ом)	Відносна похибка

 

 

Висновок: В результаті проведених експериментів визначено ЕРС джерела та його внутрішній опір. Відносна похибка вимірювань складає ________%.

Отримані похибки пояснюю так:

 

1._____________________________________________________________________________

 

2._____________________________________________________________________________

 

3._____________________________________________________________________________

 

Вважаю, що даний метод ____________________________________________________

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ.

1.За яких умов існує струм в провіднику?

 

 

2. Яка роль джерела електричної енергії в електричному колі?

 

3. Від чого залежить напруга на клемах джерела електричної енергії?

 

 

4.Як зміниться опір кишенькового ліхтарика, якщо три його елементи з’єднати не послідовно, а паралельно?

 

5.Визначити опір зовнішнього кола, користуючись даними дослідів.

 

 

6.Електрорушійну силу визначають, як суму падінь напруг на зовнішньому і внутрішньому опорах. Посніть чому.

 

Додаткове завдання.

До джерела з ЕРС 12 В підключили резистор з опором 55 Ом. Внутрішній опір джерела 5 Ом. Чому рівна напруга на резисторі?

 

 

 

 

ОБЛАДНАННЯ: 1. Електрична лампа. 2. Джерело постійної напруги на 36В.

3. Реостат. 4.Амперметр. 5. Вольтметр. 6 Омметр. 7. Вимикач. 8. З’єднувальні провідники.

 

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ.

Потужність Р електричного струму на ділянці кола рівна відношенню роботи струму до часу, протягом якого вона здійснювалась . Скориставшись формулами роботи струму і законом Ома , потужність струму вираховують по одній із формул:

; ;

Потужність електричного струму виражається в ватах (Вт)

 

ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Визначаю ціну поділки шкали амперметра та вольтметра.

 

С_{амперметра}=(І₂-І₁)/n= =_______ А

 

С_{вольтметра}=(U₂-U₁)/n= =_______ В

 

2. Омметром вимірюю опір лампи при кімнатній температурі.

 

R₀=_________Ом

3. Збираю електричне коло за схемою:

 

 

 

 

4. За допомогою реостата встановлюю найменше значення напруги. Знімаю покази вимірювальних приладів

U₀=_____В І₀=______А

 

5. Поступово, вводячи реостат, знімаю 6 разів покази амперметра і вольтметра.

U₁=_____В І₁=______А

U₂=_____В І₂=______А

U₃=_____В І₃=______А

U₄=_____В І₄=______А

U₅=_____В І₅=______А

U₆=_____В І₆=______А

 

6. Для кожного значення напруги визначаю потужність , що споживає лампа, опір нитки розжарювання і температуру розжарювання. За приймаю опір при нульовій температурі. Значення для вольфраму беру з таблиці. (α =4,1·10^-3K^-1)

 

P₁=I₁U₁= =______Вт

P₂=I₂U₂= =______Вт

P₃=I₃U₃= =______Вт

P₄=I₄U₄= =______Вт

P₅=I₅U₅= =______Вт

P₆=I₆U₆= =______Вт

 

R_T1=U₁/I₁= =________Ом

R_T2=U₂/I₂= =________Ом

R_T3=U₃/I₃= =________Ом

R_T4=U₄/I₄= =________Ом

R_T5=U₅/I₅= =________Ом

R_T6=U₆/I₆= =________Ом

 

=_________ К

=_________ К

=_________ К

=_________ К

=_________ К

 

 

=_________ К

 

7. Систематизую результати досліджень.

№ п/п	Напруга на затискачах лампи ,(В)	Сила струму в лампі І, (А)	Потужність що споживає лампа Р, (Вт)	Опір нитки розжарювання лампи , (Ом)	Температура розжарювання Т, (К)

 

 

8. Графік залежності потужності від напруги.

P

 

U

Висновок: В процесі проведених експериментів підтверджено залежність між напругою та споживаною потужністю. Із результатів очевидно, що із зростанням напруги потужність ______________. Це пояснюється тим що __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Отримані неточності при проведенні експерименту пояснюю так:

 

1.________________________________________________________________________

2.________________________________________________________________________

Вважаю, що даний метод дослідження є_______________________________________

_________________________________________________________________________

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ.

1. Який фізичний зміст напруги на ділянці електричного кола?

 

 

2. Як визначити потужність струму за допомогою амперметра і вольтметра?

 

3. Для яких цілей використовують ватметр? Як він вмикається в коло?

 

 

4. Чим відрізняється спіраль 100 – ватної лампи від 25 – ватної?

 

 

 

Заняття № 35 ____________2010р.

Тема: Електричний струм в електролітах. Електролітична дисоціація Електроліз. Закони Фарадея. Використання електролізу в техніці. Гальванічні елементи. Акумулятори