Тема: «измерение потенциалов на отдельных участках цепи»

 

Цель:

- научиться измерять потенциалы точек последовательной электрической цепи и по данным измерений строить потенциальную диаграмму.

 

Характер занятия: репродуктивный.

 

Форма организации занятия: групповая (студенты выполняют работу на 5 лабораторных стендах в группах в количестве 3-4 человека).

 

Обеспечение занятия: методические указания, папка для оформления лабораторных работ, письменные принадлежности, конспект.

 

Оборудование: лабораторный стенд, амперметр, вольтметр.

 

Требования к знаниям и умениям студентов

Студент должен

знать:

- что такое потенциал и напряжение;

- что такое потенциальная диаграмма;

- порядок построения потенциальной диаграммы;

уметь:

- чертить и собирать схему электрической цепи;

- пользоваться амперметром, вольтметром;

- рассчитывать сопротивление по закону Ома;

- строить потенциальную диаграмму.

 

 

Теория

 

Напряжение, равное разности потенциалов, характеризуется величиной работы по перемещению единичного заряда из одной точки поля в другую

, В

, В

где   А – работа, Дж

        Q – заряд, Кл

         - потенциалы, В

 

Потенциал поля в данной точке характеризуется величиной работы по перемещению единичного положительного заряда из данной точки к поверхности земли или в точку с нулевым потенциалом.

Потенциальная диаграмма – это график распределения потенциала вдоль замкнутого контура электрической цепи.

 

Пример и порядок построения потенциальной диаграммы

R1=2 Ом R2=1 Ом R3=3 Ом R4=2 Ом E1=6 В E2=14 В

 

 

Рисунок 1

 

 

1 Отметим произвольно направление тока в данной цепи.

Определим значение этого тока по закону Ома:

А.

 

2 Разобьем данную цепь на отдельные участки и определим потенциал каждого участка:

В

В

В

В

В

В

 

3 Строим потенциальную диаграмму в прямоугольной системе координат. По вертикальной оси будем откладывать потенциал (), по горизонтальной оси – сопротивление каждого участка, при чем прибавляя к одному сопротивлению сопротивление следующего участка. Таким образом, по горизонтальной оси будет отложено в масштабе все сопротивление цепи.

Схема

 

Рисунок 2

Порядок выполнения работы

 

1 Записать тему, цель, оборудование

2 Чертим и собираем схему

 

Схема

Рисунок 3

 

3 Чертим таблицу измерений 1

№	U=E	I	U1	Ucz	Uby	Uax	R1	Rcz	Rby	Rax
1
2

 

4 Проводим два измерения при разных напряжениях. Записываем в таблицу 1 показания амперметра и вольтметра. Рассчитываем сопротивление каждого участка схемы по закону Ома .

5 Чертим таблицу измерений 2.

№
1	0
2				0

 

6 Измеряем потенциалы точек и данные записываем в таблицу 2.

7 Для проверки рассчитаем потенциалы точек для двух случаев: при ; при .

8 Построим потенциальные диаграммы для обоих случаев, соблюдая масштаб.

9 Делаем вывод.

10 Сдаем работу преподавателю.

 

Система оценки: зачтено (незачтено).

 

Контрольные вопросы

 

1 Что называется потенциалом?

2 Что такое потенциальная диаграмма?

3 Какой порядок построения потенциальной диаграммы?

Лабораторная работа 6