Лабораторна робота №7

Тема: Вимірювання е.р.с. і внутрішнього опору джерела струму.

Мета роботи: Ознайомитися з одним із методів вимірювання е.р.с. і внутрішнього опору джерела струму.

Прилади і матеріали: 1) досліджуваний гальванічний елемент (батарейка кишенькового ліхтарика); 2) лабораторний амперметр (шкільний); 3) лабораторний вольтметр (шкільний); 4) реостат на 6 — 8 ом і 2 а; 5) ключ та з'єднувальні проводи;

Інструкція з охорони праці

1.1. Інструкція з охорони праці поширюється на всіх учасників навчально- виховного процесу під час проведення лабораторних і практичних робіт у кабінеті фізики.

1.2. Інструкцію розроблено на основі державного нормативного акту про охорону праці. „Правил безпеки під час проведення навчально-виховного процесу в кабінетах (лабораторіях) фізики загальноосвітніх навчальних закладів” затвердженого наказом Держнаглядохорони праці України від 16.11.98 №220* ДНАОП 9.2.30-1.04-98.

До початку роботи:

2.1. Ознайомтесь з описом роботи і продумайте хід її виконання.

2.2. Приберіть все зайве зі столу.

2.3. Будьте уважні і дисципліновані, не приступайте до виконання роботи без дозволу вчителя.

2.4. Не залишайте своє робоче місце без дозволу вчителя.

2.5. Розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння.

Під час виконання роботи:

3.1. Складаючи електричне коло, уникайте перетину проводів.

3.2. Вірно вмикайте прилади (амперметр – послідовно, вольтметр – паралельно), дотримуйтесь полярності вказаної на них.

3.3. Склавши коло, уважно перевірте надійність кріплень провідників. Не виконуйте перемикань в колі при ввімкненому джерелі живлення.

3.4. Для складання експериментальних установок користуйтесь проводами з наконечниками із захисними чохлами.

3.5. Джерело струму вмикайте в електричне коло в останню чергу.

3.6. Не доторкайтесь до елементів кола, що перебувають під напругою і не мають ізоляції.

3.7. Наявність напруги в колі перевіряйте лише відповідними приладами.

3.8. Користуйтесь інструментом (кусачки, плоскогубці, викрутки) з ізоляційними ручками.

3.9. Виявивши несправність в електричних пристроях, що перебувають під напругою, негайно вимкніть джерело струму і повідомте про це викладача.

3.10. Не перевантажуйте прилади вище допустимих значень, вказаних на їх шкалах.

3.11. При користуванні реостатом не виводьте повзунок в положення короткого замикання.

3.12. При користуванні електронагрівальними приладами оберігайтеся опіків розжарених спіралей.

Після закінчення роботи:

4.1. Вимкніть джерело електроживлення, після цього розберіть електричне коло.

4.2. Складіть прилади в такому порядку, як вони були до початку роботи.

Вимоги безпеки в екстремальних ситуаціях

5.1. Загорання в кабінеті (лабораторії) фізики у випадку пожежі необхідно відразу ліквідувати. Для цього необхідно:

- повідомити пожежну охорону та чергового адміністратора;

- вжити заходів щодо евакуації людей, з приміщення;

- вимкнути електромережу;

- розпочати тушіння засобами пожежогасіння;

- організувати евакуацію майна.

5.2.1. При ураженні електричним струмом необхідно як можна швидше звільнити потерпілого від дії струму:

- вимкнувши струм (вимикачем, магнітним пускачем, рубильником, висмикнувши вилки з штепсельної розетки),

- відвівши проводи від потерпілого сухою палицею, скляною трубкою або іншим предметом з матеріалу, що не проводить струму;

- відтягнувши потерпілого від струмопровідної частини за сухий одяг.

5.2.2 Якщо вимкнути установку доволі швидко неможливо, необхідно прийняти інші заходи по звільненню потерпілого від струму. Надаючий допомогу не повинен доторкуватись до відкритих ділянок тіла потерпілого і повинен пильнувати за тим, щоб самому не вступити в контакт з струмопровідною частиною.

5.2.3. Якщо після вивільнення від дії струму потерпілий перебуває в непритомному стані, досить забезпечити йому доступ свіжого повітря і дати понюхати нашатирний спирт. При електричному ударі слід негайно зробити штучне дихання.

5.2.4. У разі виникнення нещасного випадку (отруєння, хімічного чи термічного опіку, травми осколками скла тощо) треба надати першу медичну допомогу згідно інструкції, і у разі необхідності негайно викликати швидку допомогу.

Підпис студента ________________

Теоретичні відомості

Електрорушійну силу джерела струму можна виміряти, приєднавши до клем джерела струму вольтметр. Нехай покази вольтметра при цьому будуть , а внутрішній опір джерела струму За законом Ома для такого кола можна записати:

(1)

де - е.р.с. джерела струму, - сила струму в колі (нехтуємо опором з'єднувальних проводів). Силу струму можна знайти, знаючи опір вольтметра r та його покази

I = (2)

З рівнянь (1) і (2) маємо:

E = U (1+ ),
Складаємо електричне коло за схемою, наведеною на мал. 1. На цій схемі до джерела струму приєднано вольтметр з внутрішнім опором r і послідовно з'єднані ключ, амперметр і реостат. Для такого кола можна записати рівняння:

де - покази вольтметра, - покази амперметра, I - сила струму, який проходить через вольтметр.

Оскільки , то

Знехтувавши значення і поклавши одержимо:

При такому спрощенні абсолютна похибка методу вимірювання дорівнюватиме: Δ r = – ·

Хід роботи:

1. Складіть електричне коло за схемою зображеною на рис.1. Перевірте надійність електричних контактів, правильність вмикання амперметра і вольтметра.

2. Запишіть покази вольтметра при розімкнутому вимикачі К. Ця напруга приблизно дорівнює ЕРС (e) джерела при умові, що опір вольтметра значно перевищує внутрішній опір джерела.

3. Замкніть коло і реостатом відрегулювати силу струму так, щоб стрілка амперметра встановилася проти цілої поділки шкали амперметра.

4. Запишіть значення сили струму I і напруги на зовнішній ділянці кола U.

5. Обчисліть напругу на внутрішній ділянці кола .

6. Знайдіть внутрішній опір джерела струму за формулою

.

7. Змінюючи положення повзуна реостату, повторіть дослід тричі. Зробіть обчислення. Знайдіть середнє значення внутрішнього опору джерела струму.

8. Використавши дані про клас точності амперметра і вольтметра, визначіть максимальну відносну похибку результатів:

,

де максимальні абсолютні похибки вимірювань сили струму і напруги складаються з суми інструментальних похибок приладів і похибок відліку.

9. Визначіть максимальну абсолютну похибку для кожного досліду і знайдіть середнє значення .

10. Запишіть значення внутрішнього опору джерела струму з урахуванням похибки вимірювання: .

11. Зробіть висновок.

Контрольні запитання

1. Що означає вираз «е.р.с гальванічного елемента дорівнює 1.11 в»?

2. Яка будова джерела струму, внутрішній опір якого вимірюється в роботі? Як усувається явище поляризації в елементі, що
використовується в роботі?

3. Які є методи вимірювання е.р.с. і внутрішнього опору джерела струму?

4. Чи зміниться покази амперметра, якщо переставити реостат з одного боку амперметра на другий? Чи впливе внутрішній опір амперметра на точність вимірювання опору джерела струму?

Дата добавления: 2015-05-24