Лабораторная работа 1 Виды соединений резисторов, проверка

Лабораторная работа 1
Виды соединений резисторов, проверка законов Кирхгофа и Ома
Цель работы.
1. Практически убедиться в физической сущности закона Ома для участка цепи и всей цепи.
2. Изучить соотношения между токами и напряжениями при последовательном, параллельном
и смешанном соединении резисторов и определить сопротивление электрической цепи.
3. Проверить опытным путем законы Кирхгофа.
Приборы и оборудование: источник электрической энергии, три реостата, четыре
амперметра магнитоэлектрической системы, многопредельный вольтметр магнитоэлектрической
системы, однополюсный выключатель, соединительные провода.
Порядок выполнения работы
Проверка закона Ома для участка цепи и всей цепи
1. Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения
лабораторной работы, записать их технические характеристики.
2. Собрать электрическую схему согласно рис. 1.5. Установить движок реостата в среднее
положение. Включить источник питания.
3. Измерить ток и напряжение на внешнем участке цепи. Измерить ЭДС источника, разомкнув
цепь питания и подключив вольтметр к зажимам источника.
4. Определить сопротивления внутреннего и внешнего участков цепи, используя уравнения
r0 = (E – U)/I, R = U/I. Вычислить ток Iвыч = E / (r0 + R). Данные занести в табл. 1.1 (опыт 1).
5. Передвинув движок реостата, повторить опыт, данные наблюдений и результаты
вычислений записать в табл. 1.1 (опыт 2).
Таблица 1.1
Номер
Данные наблюдений
Данные вычислений
опыта
E, В
I, А
U=IR, В
R, Ом
r0, Ом
Iвыч, А
U0 = Ir0, В
1
2
Исследование цепи при последовательном соединении резисторов
1. Собрать электрическую схему рис. 1.6. С помощью амперметра измерить ток в цепи, с
помощью вольтметра — падение напряжений на отдельных ее участках для двух положений
движков реостатов.
2. Вычислить Rэкв = Uобщ/I,
R1 = U1/I,
R2 = U2/I,
R3 = U3/I, Rэкв1 = R1 + R2 + R3,
Uобщ1 = U1 + U2 + U3. Данные наблюдений и результаты вычислений записать в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Номер
опыта
1
2
Uобщ,
В
Данные наблюдений
U1,
U2,
U3,
В
В
В
I,
А
Rэкв,
Ом
Данные вычислений
R1,
R2,
R3,
Rэкв1,
Ом
Ом
Ом
Ом
Uобщ1,
В
Исследование цепи при параллельном соединении резисторов
1. Собрать электрическую схему рис. 1.7. Измерить токи и напряжения для двух положений
движков реостатов.
2. Используя данные наблюдений, вычислить Rэкв = Uобщ/Iобщ, R1 = U1/I1, R2 = U2/I2,
R3 = U3/I3, 1/Rэкв1 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Данные наблюдений и результаты вычислений записать в
табл. 1.3.
Таблица 1.3
Номер
опыта
Данные наблюдений
I1,
I2,
I3,
А
А
А
Uобщ,
В
Iобщ,
А
Rэкв,
Ом
Данные вычислений
R1,
R2,
R3,
Ом
Ом
Ом
Rэкв1,
Ом
1
2
Исследование цепи при смешанном соединении резисторов, проверка законов Кирхгофа
1. Собрать электрическую схему рис. 1.8. Измерить токи и напряжения для двух положений
движков реостатов.
2. Произвести вычисления: Rэкв = Uобщ/Iобщ; R1 = U1/I,
R2 = U2/I,
R3 = U3/I,
Rэкв1 = R2R3/(R2 + R3). Данные наблюдений и результаты вычислений занести в табл. 1.4.
Номе
р
опыта
Uобщ,
В
U1,
В
Данные наблюдений
U2 ,
U3,
Iобщ =
В
В
= I1,
А
I2,
А
I3,
А
Rэкв,
Ом
Таблица 1.4
Данные вычислений
R1,
R2,
R3,
Rэкв1,
Ом
Ом
Ом
Ом
1
2
Используя данные наблюдений и результаты вычислений табл. 1.1, 1.4, проверить
справедливость первого и второго законов Кирхгофа.
Составить отчет по результатам выполненной работы.
Контрольные вопросы. 1. В чем сходство и различие закона Ома для участка цепи и всей
цепи? 2. Почему при определении ЭДС источника тока с помощью вольтметра необходимо
разомкнуть цепь? 3. Что физически выражает первый закон Кирхгофа? 4. Сформулируйте второй
закон Кирхгофа, запишите его в математической форме. 5. Какое соединение резисторов называют
последовательным? параллельным? смешанным? 6. Как распределяются токи, напряжения при
последовательном соединении резисторов? при параллельном соединении резисторов? 7. Чему
равно полное сопротивление цепи при последовательном соединении резисторов? при
параллельном соединении?
Ответы на вопросы подтвердить данными эксперимента.