Laborationer ”Mätning av EMF och intern resistans hos en strömkälla” (betyg 11). Internt motstånd

8.5. Termisk effekt av ström

8.5.1. Strömkälla

Total effekt för den aktuella källan:

P totalt = P användbar + P förluster,

där P användbar - användbar effekt, P användbar = I2R; P-förluster - effektförluster, P-förluster = I 2 r; I - strömstyrka i kretsen; R - belastningsmotstånd (extern krets); r är strömkällans inre resistans.

Total effekt kan beräknas med hjälp av en av tre formler:

P full = I 2 (R + r), P full = ℰ 2 R + r, P full = I ℰ,

där ℰ är den elektromotoriska kraften (EMF) för strömkällan.

Nettoeffekt- detta är strömmen som frigörs i den externa kretsen, d.v.s. på en belastning (motstånd), och kan användas för vissa ändamål.

Nettoeffekten kan beräknas med hjälp av en av tre formler:

P användbar = I 2 R, P användbar = U 2 R, P användbar = IU,

där I är strömstyrkan i kretsen; U är spänningen vid terminalerna (klämmorna) på strömkällan; R - belastningsmotstånd (extern krets).

Strömförlust är den effekt som frigörs i strömkällan, d.v.s. i den interna kretsen, och spenderas på processer som äger rum i själva källan; Strömbortfallet kan inte användas för andra ändamål.

Effektförlust beräknas vanligtvis med hjälp av formeln

P-förluster = I 2 r,

där I är strömstyrkan i kretsen; r är strömkällans inre resistans.

Under en kortslutning går den användbara effekten till noll

P användbar = 0,

eftersom det inte finns något belastningsmotstånd vid kortslutning: R = 0.

Den totala effekten under en kortslutning av källan sammanfaller med förlusteffekten och beräknas med formeln

P full = ℰ 2 r,

där ℰ är den elektromotoriska kraften (EMF) för strömkällan; r är strömkällans inre resistans.

Användbar makt har maximalt värde i det fall då belastningsmotståndet R är lika med strömkällans inre motstånd r:

R = r.

Maximal användbar effekt:

P användbart max = 0,5 P fullt,

där Ptot är den totala effekten av strömkällan; P full = ℰ 2 / 2 r.

Explicit formel för beräkning maximal användbar kraft som följer:

P användbar max = ℰ 2 4 r .

För att förenkla beräkningarna är det användbart att komma ihåg två punkter:

• om med två belastningsmotstånd R 1 och R 2 samma användbara effekt frigörs i kretsen, då internt motstånd strömkällan r är relaterad till de indikerade resistanserna med formeln

r = R1R2;

• om den maximala användbara effekten frigörs i kretsen, är strömstyrkan I * i kretsen hälften av styrkan av kortslutningsströmmen i:

I * = i 2 .

Exempel 15. När det kortsluts till ett motstånd på 5,0 ohm, producerar ett batteri av celler en ström på 2,0 A. Kortslutningsströmmen för batteriet är 12 A. Beräkna batteriets maximala användbara effekt.

Lösning. Låt oss analysera problemets tillstånd.

1. När ett batteri är anslutet till ett motstånd R 1 = 5,0 Ohm flyter en ström med styrkan I 1 = 2,0 A i kretsen, som visas i Fig. a, bestämt av Ohms lag för hela kretsen:

I 1 = ℰ R 1 + r,

där ℰ - EMF för den aktuella källan; r är strömkällans inre resistans.

2. När batteriet är kortslutet flyter en kortslutningsström i kretsen, som visas i Fig. b. Kortslutningsströmmen bestäms av formeln

där i är kortslutningsströmmen, i = 12 A.

3. När ett batteri är anslutet till ett motstånd R 2 = r flyter en ström av kraft I 2 i kretsen, som visas i Fig. i , bestäms av Ohms lag för hela kretsen:

I2 = ℰ R2 + r = ℰ 2 r;

i detta fall frigörs den maximala användbara effekten i kretsen:

P användbar max = I 2 2 R 2 = I 2 2 r.

För att beräkna den maximala användbara effekten är det därför nödvändigt att bestämma det interna motståndet för strömkällan r och strömstyrkan I 2.

För att hitta strömstyrkan I 2 skriver vi ekvationssystemet:

i = ℰ r , I 2 = ℰ 2 r )

och dividera ekvationerna:

i I 2 = 2 .

Detta innebär:

I 2 = i 2 = 12 2 = 6,0 A.

För att hitta det inre motståndet för källan r skriver vi ekvationssystemet:

I 1 = ℰ R 1 + r, i = ℰ r)

och dividera ekvationerna:

Ii = rRi + r.

Detta innebär:

r = I 1 R 1 i − I 1 = 2,0 ⋅ 5,0 12 − 2,0 = 1,0 Ohm.

Låt oss beräkna den maximala användbara effekten:

P användbar max = I 2 2 r = 6,0 2 ⋅ 1,0 = 36 W.

Således är den maximala användbara effekten för batteriet 36 W.

Vi kom till slutsatsen att för att upprätthålla konstant ström i en sluten krets är det nödvändigt att inkludera en strömkälla i den. Vi betonar att källans uppgift inte är att leverera laddningar till den elektriska kretsen (det finns tillräckligt med dessa laddningar i ledare), utan att tvinga dem att röra sig, att utföra arbete för att flytta laddningar mot krafterna i det elektriska fältet. Källans huvudsakliga egenskaper är elektromotorisk kraft 1 (EMF) - arbete utfört av yttre krafter för att flytta en enda positiv laddning

Enheten för EMF i SI-systemet av enheter är Volt. En källas emk är 1 volt om den gör 1 Joule arbete när den flyttar en laddning på 1 Coulomb

För att beteckna strömkällor på elektriska kretsar används en speciell symbol (bild 397).

ris. 397
Ett elektrostatiskt fält gör positivt arbete för att flytta en positiv laddning i riktning mot minskande fältpotential. Strömkällan separerar elektriska laddningar - positiva laddningar ackumuleras på en pol och negativa laddningar på den andra. Den elektriska fältstyrkan i källan är riktad från den positiva polen till den negativa polen, så det elektriska fältets arbete för att flytta en positiv laddning kommer att vara positivt när det rör sig från "plus" till "minus". De yttre krafternas arbete är tvärtom positivt om positiva laddningar rör sig från den negativa polen till den positiva, det vill säga från "minus" till "plus".
Detta är den grundläggande skillnaden mellan begreppen potentialskillnad och EMF, som alltid måste komma ihåg.
Således kan källans elektromotoriska kraft betraktas som en algebraisk storhet, vars tecken ("plus" eller "minus") beror på strömriktningen. I diagrammet som visas i fig. 398,

ris. 398
utanför källan (i den externa kretsen) flyter ström 2 från källans "plus" till "minus", inuti källan från "minus" till "plus". I detta fall utför både externa källkrafter och elektrostatiska krafter i den externa kretsen positivt arbete.
Om det i en viss del av den elektriska kretsen, förutom elektrostatiska krafter, också finns krafter från tredje part, "verkar" både elektrostatiska och tredje parts krafter på laddningens rörelse. Det totala arbetet av elektrostatiska krafter och tredjepartskrafter för att flytta en enda positiv laddning kallas elektrisk spänning i en del av kretsen

I fallet när det inte finns några yttre krafter, sammanfaller den elektriska spänningen med potentialskillnaden för det elektriska fältet.
Låt oss förklara definitionen av spänning och tecknet på EMF med ett enkelt exempel. Låt det finnas en källa för yttre krafter och ett motstånd i den sektion av kretsen genom vilken elektrisk ström flyter (bild 399).

ris. 399
För visshetens skull kommer vi att anta det φ o > φ 1, det vill säga den elektriska strömmen riktas från punkten 0 till poängen 1 . När du ansluter källan enligt fig. 399 a, Källans yttre krafter gör positivt arbete, så relation (2) kan i detta fall skrivas i formen

När källan slås på igen (bild 399 b) rör sig laddningarna inuti den mot yttre krafter, så den senares arbete är negativt. Faktum är att krafterna från det yttre elektriska fältet övervinner yttre krafter. Följaktligen har det aktuella förhållandet (2) i detta fall formen

För att elektrisk ström ska flyta genom en sektion av en krets som har elektriskt motstånd, måste arbete göras för att övervinna motståndskrafterna. För en positiv enhetsladdning är detta arbete, enligt Ohms lag, lika med produkten IR = U vilket naturligtvis sammanfaller med spänningen i detta område.
Laddade partiklar (både elektroner och joner) inuti källan rör sig i någon miljö, så de utsätts också för bromskrafter från omgivningen, som också måste övervinnas. Laddade partiklar övervinner motståndskrafter på grund av inverkan av yttre krafter (om strömmen i källan är riktad från "plus" till "minus") eller på grund av elektrostatiska krafter (om strömmen är riktad från "minus" till "plus") . Det är uppenbart att arbetet med att övervinna dessa krafter inte beror på rörelseriktningen, eftersom motståndskrafterna alltid är riktade i motsatt riktning mot partiklarnas rörelsehastighet. Eftersom motståndskrafterna är proportionella mot partiklarnas genomsnittliga rörelsehastighet, är arbetet för att övervinna dem proportionellt mot rörelsehastigheten, därför mot strömstyrkan. Således kan vi introducera en annan egenskap hos källan - dess internt motstånd r, liknande vanligt elektriskt motstånd. Arbetet som görs för att övervinna motståndskrafter när en enda positiv laddning flyttas mellan källans poler är lika med A/q = Ir. Låt oss återigen betona att detta arbete inte beror på strömriktningen i källan.

1 Namnet på denna fysiska storhet är olyckligt - så den elektromotoriska kraften är arbete och inte en kraft i vanlig mekanisk mening. Men denna term är så etablerad att det inte är "i vår makt" att ändra det. Förresten, strömstyrka är inte mekanisk kraft! För att inte nämna sådana begrepp som "andens styrka", "viljestyrka", "gudomlig kraft", etc.
2 Låt oss komma ihåg att den elektriska strömmens rörelseriktning anses vara rörelseriktningen för positiva laddningar.

En källa är en anordning som omvandlar mekanisk, kemisk, termisk och vissa andra former av energi till elektrisk energi. Med andra ord är källan ett aktivt nätverkselement utformat för att generera el. De olika typerna av källor som finns i elnätet är spänningskällor och strömkällor. Dessa två begrepp inom elektronik skiljer sig från varandra.

Konstant spänningskälla

En spänningskälla är en enhet med två poler; dess spänning är konstant när som helst och strömmen som passerar genom den har ingen effekt. En sådan källa kommer att vara idealisk, med noll internt motstånd. Under praktiska förhållanden kan det inte erhållas.

Ett överskott av elektroner ackumuleras vid spänningskällans negativa pol och en brist på elektroner vid den positiva polen. Tillstånden för polerna upprätthålls av processer inom källan.

Batterier

Batterier lagrar kemisk energi internt och kan omvandla den till elektrisk energi. Batterierna kan inte laddas, vilket är deras nackdel.

Batterier

Uppladdningsbara batterier är uppladdningsbara batterier. Vid laddning lagras elektrisk energi internt som kemisk energi. Vid lossning sker den kemiska processen i motsatt riktning och elektrisk energi frigörs.

Exempel:

1. Bly-syra battericell. Den är gjord av blyelektroder och elektrolytisk vätska i form av svavelsyra utspädd med destillerat vatten. Spänningen per cell är cirka 2 V. I bilbatterier är sex celler vanligtvis anslutna i en seriekrets, och den resulterande spänningen vid utgångsterminalerna är 12 V;

1. Nickel-kadmium-batterier, cellspänning – 1,2 V.

Viktig! För små strömmar kan batterier och ackumulatorer betraktas som en bra approximation av ideala spänningskällor.

AC spänningskälla

El produceras i kraftverk med hjälp av generatorer och överförs efter spänningsreglering till konsumenten. Växelspänningen i 220 V-hemnätverket i strömförsörjningen till olika elektroniska enheter omvandlas enkelt till ett lägre värde vid användning av transformatorer.

Nuvarande källa

I analogi, precis som en ideal spänningskälla skapar en konstant spänning vid utgången, är uppgiften för en strömkälla att producera ett konstant strömvärde, som automatiskt styr den erforderliga spänningen. Exempel är strömtransformatorer (sekundärlindning), fotoceller, kollektorströmmar hos transistorer.

Beräkning av spänningskällans inre resistans

Verkliga spänningskällor har sitt eget elektriska motstånd, vilket kallas "internt motstånd". Belastningen som är ansluten till källterminalerna betecknas som "externt motstånd" - R.

Ett batteri med batterier genererar EMF:

ε = E/Q, där:

• E – energi (J);
• Q – laddning (C).

Den totala emk för en battericell är dess öppen kretsspänning när det inte finns någon belastning. Det kan kontrolleras med god noggrannhet med en digital multimeter. Potentialskillnaden som mäts vid batteriets utgångsterminaler när det är anslutet till ett belastningsmotstånd kommer att vara mindre än dess spänning när kretsen är öppen, på grund av strömflödet genom den externa belastningen och genom källans inre motstånd, detta leder till att energi försvinner i den som termisk strålning.

Den inre resistansen hos ett kemiskt batteri ligger mellan en bråkdel av en ohm och några få ohm och beror främst på resistansen hos de elektrolytiska materialen som används vid tillverkningen av batteriet.

Om ett motstånd med resistans R kopplas till ett batteri är strömmen i kretsen I = ε/(R + r).

Internt motstånd är inte ett konstant värde. Det påverkas av typen av batteri (alkaliskt, blysyra, etc.), och ändras beroende på belastningsvärde, temperatur och användningstid för batteriet. Till exempel med engångsbatterier ökar det interna motståndet vid användning, och spänningen sjunker därför tills den når ett tillstånd som är olämpligt för vidare användning.

Om källans emk är en förutbestämd storhet, bestäms källans inre resistans genom att mäta strömmen som flyter genom belastningsresistansen.

1. Eftersom det interna och externa motståndet i den ungefärliga kretsen är seriekopplade, kan du använda Ohms och Kirchhoffs lagar för att tillämpa formeln:

1. Från detta uttryck r = ε/I - R.

Exempel. Ett batteri med känd emf ε = 1,5 V seriekopplas med en glödlampa. Spänningsfallet över glödlampan är 1,2 V. Därför skapar elementets inre motstånd ett spänningsfall: 1,5 - 1,2 = 0,3 V. Motståndet hos ledningarna i kretsen anses vara försumbart, lampans resistans är inte känd. Uppmätt ström som passerar genom kretsen: I = 0,3 A. Det är nödvändigt att bestämma batteriets inre resistans.

1. Enligt Ohms lag är glödlampans resistans R = U/I = 1,2/0,3 = 4 Ohm;
2. Nu, enligt formeln för att beräkna det inre motståndet, r = ε/I - R = 1,5/0,3 - 4 = 1 Ohm.

Vid kortslutning sjunker det externa motståndet till nästan noll. Strömmen kan endast begränsas av källans lilla resistans. Strömmen som genereras i en sådan situation är så stark att spänningskällan kan skadas av strömmens termiska effekter och det finns risk för brand. Brandrisken förebyggs genom att installera säkringar, till exempel i bilbatterikretsar.

En spänningskällas inre resistans är en viktig faktor när man bestämmer hur man ska leverera den mest effektiva kraften till en ansluten elektrisk apparat.

Viktig! Maximal kraftöverföring uppstår när källans inre resistans är lika med belastningens resistans.

Men under detta villkor, med tanke på formeln P = I² x R, överförs en identisk mängd energi till lasten och försvinner i själva källan, och dess effektivitet är bara 50%.

Belastningskrav måste övervägas noggrant för att besluta om den bästa användningen av källan. Till exempel måste ett bly-syra-bilbatteri leverera höga strömmar vid en relativt låg spänning på 12 V. Dess låga inre resistans gör att det kan göra detta.

I vissa fall måste högspänningsaggregat ha extremt högt internt motstånd för att begränsa kortslutningsströmmen.

Egenskaper för det interna motståndet hos strömkällan

En ideal strömkälla har oändligt motstånd, men för äkta källor kan man tänka sig en ungefärlig version. Den ekvivalenta elektriska kretsen är ett motstånd kopplat till källan parallellt och ett externt motstånd.

Strömutgången från strömkällan fördelas enligt följande: en del av strömmen flyter genom det högsta interna motståndet och genom det låga belastningsmotståndet.

Utströmmen kommer att vara summan av strömmarna i det interna motståndet och belastningen Io = In + Iin.

Det visar sig:

In = Iо - Iin = Iо - Un/r.

Detta förhållande visar att när den interna resistansen hos strömkällan ökar, desto mer minskar strömmen över den, och belastningsmotståndet tar emot det mesta av strömmen. Intressant nog kommer spänningen inte att påverka det aktuella värdet.

Verklig källutgångsspänning:

Uut = Ix(Rxr)/(R+r) = IxR/(1 + R/r). Betygsätt den här artikeln:

Låt oss säga att det finns en enkel elektrisk sluten krets som inkluderar en strömkälla, till exempel en generator, galvanisk cell eller batteri, och ett motstånd med ett motstånd R. Eftersom strömmen i kretsen inte bryts någonstans flyter den inuti källan.

I en sådan situation kan vi säga att vilken källa som helst har något internt motstånd som förhindrar strömflöde. Detta interna motstånd kännetecknar strömkällan och betecknas med bokstaven r. För ett batteri är inre resistans motståndet hos elektrolytlösningen och elektroderna; för en generator är det resistansen hos statorlindningarna etc.

Således kännetecknas strömkällan av både EMF:s storlek och värdet av dess eget inre motstånd r - båda dessa egenskaper indikerar källans kvalitet.

Elektrostatiska högspänningsgeneratorer (som Van de Graaff-generatorn eller Wimshurst-generatorn), till exempel, kännetecknas av en enorm EMF mätt i miljoner volt, medan deras inre resistans mäts i hundratals megaohm, vilket är anledningen till att de är olämpliga för att producera stora strömmar.

Galvaniska element (som ett batteri) har tvärtom en EMF i storleksordningen 1 volt, även om deras inre motstånd är av storleksordningen bråkdelar eller högst tiotals ohm, och därför strömmar av enheter och tiotals ampere kan erhållas från galvaniska element.

Detta diagram visar en verklig källa med en ansluten last. Dess inre motstånd, liksom belastningsmotståndet, anges här. Enligt kommer strömmen i denna krets att vara lika med:

Eftersom sektionen av den externa kretsen är homogen, kan spänningen över lasten hittas från Ohms lag:

Genom att uttrycka belastningsresistansen från den första ekvationen och ersätta dess värde i den andra ekvationen, får vi belastningsspänningens beroende av strömmen i en sluten krets:

I en sluten slinga är EMF lika med summan av spänningsfallen över elementen i den externa kretsen och det interna motståndet hos själva källan. Beroendet av belastningsspänning på belastningsström är idealiskt linjärt.

Grafen visar detta, men experimentella data om ett verkligt motstånd (korsar nära grafen) skiljer sig alltid från idealet:

Experiment och logik visar att vid nollbelastningsström är spänningen på den externa kretsen lika med källemk, och vid nolllastspänning är strömmen i kretsen lika med . Denna egenskap hos verkliga kretsar hjälper till att experimentellt hitta emk och inre resistans hos verkliga källor.

Experimentell bestämning av inre motstånd

För att experimentellt bestämma dessa egenskaper, plotta spänningens beroende av belastningen på strömvärdet och extrapolera det sedan till skärningspunkten med axlarna.

Vid skärningspunkten för grafen med spänningsaxeln är värdet på källans emk, och vid skärningspunkten med strömaxeln är värdet på kortslutningsströmmen. Som ett resultat hittas det inre motståndet av formeln:

Den användbara kraften som utvecklas av källan frigörs till lasten. Beroendet av denna effekt på belastningsmotståndet visas i figuren. Denna kurva startar från skärningspunkten mellan koordinataxlarna vid nollpunkten, ökar sedan till maxeffektvärdet, varefter den sjunker till noll när belastningsmotståndet är lika med oändligt.

För att hitta det maximala belastningsmotståndet vid vilket den maximala effekten teoretiskt kommer att utvecklas vid en given källa, tas derivatan av effektformeln med avseende på R och sätts lika med noll. Maximal effekt kommer att utvecklas när den externa kretsresistansen är lika med källans inre resistans:

Denna bestämmelse om den maximala effekten vid R = r tillåter oss att experimentellt hitta källans inre resistans genom att plotta beroendet av kraften som frigörs på belastningen på värdet på belastningsmotståndet. Efter att ha hittat det verkliga, och inte teoretiska, belastningsmotståndet som ger maximal effekt, bestäms det verkliga interna motståndet hos strömförsörjningen.

Effektiviteten hos en strömkälla visar förhållandet mellan den maximala effekten som allokeras till lasten och den totala effekten som för närvarande utvecklas

Mål: experimentellt beräkna strömkällans emk och inre resistans.

Utrustning: källa till elektrisk energi, amperemeter, voltmeter, reostat (6 - 8 ohm), nyckel, anslutningskablar.

En kvantitet numeriskt lika med det arbete som utförs av yttre krafter när en enhetsladdning flyttas inuti en strömkälla kallas strömkällans elektromotoriska kraft ε, från Ohms lag:

där I är ström är U spänning.

I SI ε uttryckt i volt (V).

Strömkällans elektromotoriska kraft och inre motstånd kan bestämmas experimentellt.

Arbetsorder

1. Bestäm priset för division av skalan för mätinstrument.

2. Gör en elektrisk krets enligt diagrammet som visas i Fig. 1

3. Efter att ha kontrollerat kretsen av läraren, stäng nyckeln och, med hjälp av en reostat, ställ in strömstyrkan som motsvarar flera divisioner av amperemeterskalan, ta avläsningarna av voltmetern och amperemetern.

4. Upprepa experimentet 2 gånger, ändra strömstyrkan på kretsen med hjälp av en reostat.

5.Skriv de erhållna uppgifterna i tabell 1.

Figur 4.10 – Experimentellt schema

№	Spänning på den yttre delen av kretsen U, V	Strömstyrka i kretsen I, A	Inre motstånd r, Ohm	Medelvärde för inre motstånd r avg, Ohm	EMF e, V	Genomsnittlig emf e c p, V

Tabell 1 – Experimentella data

1. Ersätt mätresultaten i ekvation 1 och lös ekvationssystemet:

bestäm källans inre motstånd med hjälp av formlerna:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.Skriv in data i tabell 1.

5. Dra en slutsats.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Kontrollfrågor

1. Vad är den fysiska essensen av elektriskt motstånd?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Vilken roll har strömkällan i en elektrisk krets?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Vad är den fysiska betydelsen av EMF? Definiera volt.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Vad beror spänningen vid strömkällans plintar på?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Med hjälp av resultaten av de mätningar som tagits, bestäm motståndet för den externa kretsen.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Laboratorierapport nr.__________

gruppstudent_________________

FULLSTÄNDIGA NAMN_______________________________________________________________

ÄMNE: UNDERSÖKNING AV BEROENDE AV ELEKTRISKT STRÖM PÅ EN INFLEX-LAMPA PÅ SPÄNNING

Mål: att bemästra metoden för att mäta den effekt som förbrukas av en elektrisk apparat, baserat på mätning av ström och spänning; studera beroendet av den effekt som förbrukas av en glödlampa på spänningen vid dess terminaler; undersöka ledarmotståndets beroende av temperaturen.

Utrustning: elektrisk lampa, DC- och AC-spänningskälla, reglage-reostat, amperemeter; voltmeter, nyckel, anslutningsledningar, millimeterpapper.

Kort teoretisk information

Värdet lika med förhållandet mellan det arbete som utförs av strömmen A och tiden t under vilken det utförs kallas effekt P:

Därav, (1)

Arbetsorder

Experiment nr 1

1. Gör en elektrisk krets enligt diagrammet som visas i figur 1, för ett nollexperiment, och observera enheternas polaritet

Bild 1 – Anslutningsschema

2. Bestäm priset för division av skalan av mätinstrument

_____________________________________________________________________________

3. Efter att ha kontrollerat kretsen av läraren, ta avläsningar av spänning U och ström I.

4. Skriv ner enhetsdata i Tabell 1.

Tabell 1 – Experimentdata nr 1

Experiment nr 2.

1. Montera kretsen enligt fig. 2, där glödlampan kopplas till växelström genom en reostat.

Bild 4.12 – Kopplingsschema

2. Efter att ha kontrollerat kretsen av läraren, ta avläsningarna av amperemetern och voltmetern, ändra positionen för reglaget på reostaten 10 - 11 gånger.

3. Skriv ner enhetsdata i Tabell 2.

Tabell 2 – Experimentdata nr 2

Bearbetar mätresultat

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Hitta motstånd R0, för noll upplevelse:

(5)

där ΔT 0 K är förändringen i absolut temperatur (i detta fall lika med rumstemperatur på Celsiusskalan); α är för volfram (bilaga B).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ange de erhållna uppgifterna i tabell 1.

Experiment nr 2

1. För varje experiment, bestäm den effekt P som förbrukas av lampan med hjälp av formeln:

Р= U max ·I max (6)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Hitta temperaturen på lampglödtråden för varje experiment med hjälp av formeln:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Ange resultaten av mätningar och beräkningar i tabell 2.

5. Rita grafer på diagrampapper: a) beroendet av effekten P som förbrukas av lampan på spänningen U vid dess terminaler; b) motståndets R beroende av temperaturen T.

6. Dra en slutsats baserat på resultaten av två experiment.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Kontrollfrågor

1. Vad är den fysiska betydelsen av spänning i en del av en elektrisk krets?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Hur bestämmer man strömstyrkan med hjälp av en amperemeter och voltmeter?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. För vilka ändamål används en wattmätare? Hur ingår det i kretsen?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Hur förändras motståndet hos en metallledare med ökande temperatur?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Hur skiljer sig spiralen på en 100 W glödlampa från spiralen på en 25 W-lampa?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________