Теория работы. Лабораторная работа № 9. Изучение электроизмерительных приборов

Лабораторная работа № 9. Изучение электроизмерительных приборов. Проверка закона Ома для участка цепи

Цель работы: изучить основные характеристики электрического тока и законы Ома, классификацию электроизмерительных приборов, их устройства, принцип работы, технические характеристики, правила отсчета и обработки результатов измерений.

Приборы и принадлежности: амперметры, вольтметры, многодиапазонные и комбинированные приборы разных систем и классов точности, источник тока, магазин сопротивлений.

Постоянный электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлах – электронов, в электролитах – ионов, в газах - электронов и ионов. Основными характеристиками постоянного тока являются:

Сила тока – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени: . (12.1)

Размерность силы тока: .

Плотность тока – сила тока, проходящего в проводнике единичного сечения: . (12.2)

Размерность плотности тока: .

Когда мы помещаем проводник в постоянное электрическое поле с разностью потенциалов , то со стороны электрического поля на заряды действует сила Кулона, которая совершает работу по перемещению зарядов и в проводнике возникает постоянный электрический ток. Т.е., постоянный ток – это электрический ток одного направления. Разность потенциалов в теории электрического тока называется по-другому – электрическое напряжение (или просто – напряжение) и обозначается . Размерность напряжения такая же, как и размерность разности потенциалов: .

Пусть электрический проводник – это металл. По своей химической структуре металл имеет металлическую решетку, в узлах которой находятся атомные остатки – положительные ионы, а электроны внешних орбиталей становятся коллективизированными. В металле, где атомные остатки связаны сильной металлической связью, атомные остатки не могут совершать поступательное хаотическое движение, но они находятся в состоянии непрерывного теплового колебательного движения. Если к металлу приложить внешнее электрическое поле, то, как было отмечено выше, электрическое поле начнет перемещать свободные коллективизированные электроны, которые будут двигаться по металлической решетке, испытывая постоянные соударения с атомными остатками, которые совершают тепловые колебания. Т.е., сам проводник оказывает сопротивление проходящему через него электрическому току.

Способность проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением проводника (или просто – сопротивлением) – R. Таким образом, сила тока в проводнике увеличивается с увеличением внешнего электрического поля, т.е. напряжения, и уменьшается при увеличении сопротивления самого проводника, т.е. способности проводника препятствовать току. Эти два фактора, от которых зависит сила тока в проводнике, объединяются законом Ома для участка цепи (для участка проводника) (Рис.12.1): (12.3)

сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Из закона Ома определяется размерность сопротивления:

.

Величина, обратная сопротивлению проводника, называется электропроводностью проводника (или просто электропроводностью):

. (12.4)

Размерность электропроводности:

.

Если участок проводника сопротивлением R подключен к источнику постоянного тока õ (Рис.12.2), имеющему внутреннее сопротивление r, то в цепи возникнет постоянный ток, за направление которого принимается направление от положительного полюса источника тока к его отрицательному полюсу. Величина силы тока определяется законом Ома для полной цепи, содержащей источник тока: (12.5)

cила тока в цепи содержащей источник тока прямо пропорциональна электродвижущей силе (ЭДС – õ) источника тока и обратно пропорциональна сумме внешнего сопротивления (участка цепи) и внутреннего сопротивления источника тока.

В данной работе необходимо изучить основные характеристики постоянного электрического тока, классификацию электроизмерительных приборов для их определения, научиться их определять и использовать для нахождения сопротивления.

Дата добавления: 2014-10-31