Порядок выполнения работы. РАБОТА ИСТОЧНИКА ТОКА В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ
РАБОТА ИСТОЧНИКА ТОКА В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ
Методические указания к лабораторной работе №6 по физике (Раздел <<Электричество и магнетизм>>)
Ростов – на – Дону
Составители: Е. С. Богославская, В. С. Ковалева, И. Г. Попова, Н. Н. Фролова
УДК 530.1
РАБОТА ИСТОЧНИКА ТОКА В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ Метод. указания.- Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011.- 11с
Указания содержат краткое описание работы источника тока в замкнутой цепи и методику определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.
Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей всех форм обучения, в программу учебного курса которых входит выполнение лабораторных работ по физике (раздел <<Электричество и магнетизм>).
Печатается по решению методической комиссии факультета <<Нанотехнологии и композиционные материалы>>
Рецензент доцент каф. физики, к.ф.- м. н. Г.Ф.ЛЕМЕШКО
©Издательский центр ДГТУ, 2011 Работа источника тока в замкнутой цепи
Цель работы: 1) определить внутреннее сопротивление источника тока и его ; 2) исследовать изменения полезной мощности и источника тока в зависимости от его нагрузки. Оборудование: источник тока (выпрямитель напряжением 6 В), амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода.
Теоретическая часть
Рассмотрим схему, изображенную на рис. 1.
единичного положительного заряда по цепи, называется электродвижущей силой ( ),действующей в цепи: . (1) При подключении к источнику тока внешнего сопротивления ток в цепи определяется законом Ома для полной цепи:
. (2) Каждому значению внешнего сопротивления будет соответствовать определенное значение силы тока. Например, внешним сопротивлениям реостата и будут соответствовать силы токов и . Используя закон Ома для полной цепи (2), запишем: и (3) Приравнивая правые части равенств (3), получим: , откуда . (4) Используя закон Ома для участка цепи: , (5) перепишем равенство (4) в виде: , откуда, внутреннее сопротивление
.
можно рассчитать по формуле: или , (7) где и - номера измерений силы тока и напряжения. Полная мощность, развиваемая источником тока, равна . (8) Мощность, расходуемая во внешней части цепи, т. е. полезная мощность, определяется формулой: . (9) Подставляя в выражение (9) формулу (2), получим: . (10) Здесь величины и - постоянные. Поэтому полезная мощность является функцией только внешнего сопротивления и при определенных условиях принимает максимальное значение. Чтобы определить эти условия, необходимо исследовать функцию (10) на экстремум: . Таким образом, полезная мощность источника тока становится наибольшей, когда внешнее сопротивление цепи равно внутреннему сопротивлению источника тока. Мощность, выделяемая внутри источника тока – это мощность потерь . При этом энергия электрического тока переходит во внутреннюю энергию источника (происходит нагрев). Мощность потерь определяется по формуле . (11) Коэффициентом полезного действия ( или ) источника тока называется отношение полезной мощности к его полной мощности : , (12) или . (13) Полезная мощность достигает максимального значения при . В этом случае из формулы (13) следует, что равен 0,5 или 50%. Представим выражение (12) в виде: . Заметим, что при силе тока оказывается равным . Затем при увеличении силы тока уменьшается, обращаясь в ноль при , т. е. при коротком замыкании источника тока.
Порядок выполнения работы
,
Пример. Пусть Тогда .
· внешнее сопротивление, используя формулу (5); · полную мощность по формуле (8); · полезную мощность по формуле (9); · мощность потерь по формуле (11); · по формуле (12).
Таблица
Контрольные вопросы
Рекомендуемая литература
Техника безопасности 1. К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с ее устройством и принципом действия. 2. Электрическую схему включать в сеть только после проверки преподавателем правильности ее сборки.
Составители: Е. С. Богославская, В. С. Ковалева, И. Г. Попова, Н. Н. Фролова
РАБОТА ИСТОЧНИКА ТОКА В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ
Методические указания к лабораторной работе №6 по физике (Раздел <<Электричество и магнетизм>>)
Редактор А. А. Литвинова В печать Объем Офсет. Формат Бумага тип № Заказ № Тираж Цена _______________________________ Издательский центр ДГТУ Адрес университета и полиграфического предприятия: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1267)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |