- •Лабораторная работа №1 исследование зависимомти активного,индуктивного и емкостного сопротивления от частоты переменного тока.Проверка закона ома для пени переменного тока.
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 изучение транзистора
- •Краткая теория
- •Физические процессы в биполярном транзисторе:
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа №3 определение полной и горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли при помощи тангенс-гальвонометра
- •Краткая теория
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 исследование температурной зависимости сопротивления проводника и полупроводника (термистора)
- •Кратрая теория
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5
- •2. Закон Ома для участка цепи.
- •3. Правило Кирхгофа. Параллельное и последовательное соединение проводников.
- •Последовательное и параллельное соеденение проводников
- •4. Электродвижущая сила (эдс). Закон Ома для полной цепи.
- •5. Закон Джоуля-Ленца
- •Измерение емкости
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
4. Электродвижущая сила (эдс). Закон Ома для полной цепи.
Электрический ток - это направленное (упорядоченное движение свободных электрических зарядов под действием электрического поля)
Значит, чтобы получить ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. А электрическое поле в проводнике создается источником тока. Они различны по конструкции, но во всяком источнике тока совершается работа по разделению положительных и отрицательных частиц, которые накапливаются на полюсах. Между полюсами создается электрическое поле. На рис. указан источник тока в разрезе и заряды. движущиеся внутри него. На ли заряды действуют FCT и Fкул, причем FCT > Fкул.
Разделение зарядов происходит под действием сторонних сил. FCT - это любые силы, действующие на заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения кулоновских). Так как кулоновские силы не могут двигать положительные заряды, к положительному полюсу, а отрицательные к отрицательному. Природа сторонних сил разнообразна, в зависимости от источника тока.
Например, в генераторах электростанций сторонняя сила - это сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике (сила Лоренца); в гальванических элементах - химические силы и т.д. Действия сторонних сил характеризуется физической величиной - электродвижущей силой (ЭДС иди Е).
(I)
ЭДС показывает работу сторонних сил по перемещению единичного заряда внутри источника тока.
Так как "Е" - характеристика источника тока, то она зависит лишь от его сопротивления ®
Из (I) [E] = [Дж/Кл] = [Вольт/В]
Любая замкнутая цепь (полная) состоит из 2 частей:
- внутренней, которую составляет сам источник тока сопротивлением
- внешней, ее составляют потребители, соединенные провода, приборы управления (выключатели) и измерительные приборы (амперметры, вольтметры и та).
Сопротивление внешней цепи "R". Внутри источника тока работают сторонние силы и электрическое поле. Работа электрического поля отрицательна.
Во внешней цепи работает электрическое поле, совершая перемещение свободных зарядов.
Значит:
(2)
Значит ЭДС можно представить, как сумму напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи. Данная запись (2) представляет собой закон сохранения энергии:
Левая часть - энергия, запасенная внутри источника тока каждым кулоном за счет работы сторонних сил.
Правая часть - энергия, которая тратиться каждым кулоном на преодоление внутреннего и внешнего сопротивления
Для выводя закона Ома используем (2) и подставляем в правую его часть следствие из закона Ома для участка цепи (u= I*R).
Получим E = Ir = IR =>> E = I (r+R) =>> I = E (r + R) - Закон Ома для участка полной цепи (3).
Сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональная сопротивлению полной цепи.
Используя закон Ома для полной цепи, можно доказать, что "Е" можно измерять вольтметром, подключенным к полюсам источника тока при разомкнутой внешней цепи:
u=I*R=E*R/(R+r)=E/(1+r/R) =>> при R
(разомкнутая внешняя цепь), значит u~E