Лабораторная работа № 40а

II. Описание экспериментальной установки. Задания

I. Основные понятия и формулы

Лабораторная работа № 37

"Исследование мощности и коэффициента полезного действия источника тока"

Цель работы: экспериментально установить зависимость мощности и КПД источника тока от величины потребляемого тока в цепи.

Приборы и принадлежности: Установка для экспериментального исследования мощности и КПД источника тока.

Мощность в цепях постоянного тока:

а) на участке цепи, не содержащем ЭДС:

; (1)

б) на участке цепи, содержащем ЭДС:

; (2)

в) в замкнутой цепи – полная мощность

; (3)

г) во внешней цепи – полезная мощность

. (4)

Коэффициент полезного действия источника тока - отношение полезной мощности (мощности во внешней цепи) к мощности, развиваемой источником тока (полной мощности):

, (5)

где R – сопротивление внешнего участка цепи;

r – сопротивление внутреннего участка цепи (внутреннее сопротивление источника тока.

Зависимость коэффициента полезного действия источника тока от тока и сопротивления внешнего участка цепи:

. (6)

Условие, при котором мощность во внешней цепи максимальна: сопротивление внешнего участка цепи равно внутреннему сопротивлению источника тока (R=r).

Лабораторная установка для экспериментального исследования зависимости мощности и КПД источника тока от тока во внешней цепи представлена на (рис. 1).

Внутри установки все приборы смонтированы согласно электрической схеме (рис. 2), которая позволяет получить набор значений силы тока и электрического напряжения на реостате, на котором выделяется мощность (полезная мощность) исследуемого источника тока.

Задание. Установить зависимость мощности (полной и полезной) и КПД источника тока от тока во внешней цепи.

Порядок выполнения задания: Переключатель установить в нейтральное положение.

1. Определить цену деления вольтметра и миллиамперметра.

2. Установить переключатель в верхнее положение. В этом случае внешняя цепь разомкнута. Следовательно, вольтметр измеряет ЭДС источника тока.

3. Переключатель установить в нижнее положение. В этом случае происходит подключение внешней цепи к источнику тока.

4. Изменяя реостатом сопротивление внешнего участка цепи (вращая рукоятку реостата) установить минимальное значение тока, равное 15 мА, снять показание вольтметра. Полученное значение напряжения во внешней цепи занести в таблицу.

5. Изменяя значение тока в цепи на 6 мА (увеличивая ток в цепи) определить значение напряжения на внешнем участке цепи. Полученные результаты занести в таблицу.

6. По формулам (1), (3), (5) рассчитать значения W₁, W₂, h.

7. Построить графики зависимости W₁=f(I), W₂=f(I), h=f(I).

8. Провести анализ полученных результатов.

Примечание. В целях сохранения работоспособности источника тока в течение длительного времени, после каждого установления соответствующего значения тока и определения напряжения, ручку переключателя необходимо устанавливать в нейтральное положение, при котором источник тока отключается.

Таблица.

№ п/п	I ×10^-3, А	U, B	W1=IU ×10^-3, Вт	W2=IE ×10^-3, Вт	h=W1/W2, %

Контрольные вопросы.

1. Напишите формулы закона Ома для замкнутой цепи и для участка цепи.

2. Напишите формулу для определения полезной мощности источника тока в замкнутой цепи.

3. При каком условии КПД источника тока окажется максимальным.

4. Напишите формулу для определения полной мощности в цепи постоянного тока.

5. Напишите формулы для определения КПД источника тока.

6. Какое соотношение сопротивлений в цепи соответствует экономически выгодным условиям работы источника тока.

7. Как изменится КПД, если источник тока заменить другим с меньшим внутренним сопротивлением, но с той же ЭДС.

"Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли"

Цель работы: Определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

Приборы и принадлежности: тангенс-гальванометр, миллиамперметр, реостат, источник постоянного тока.

Дата добавления: 2017-02-01