- •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
5. Закон Джоуля-Ленца
При прохождении по проводнику тока, проводник нагревается. Джоуль, и независимо от него Ленц, показали экспериментально, «то количество выделяющегося а проводнике тепла пропорционально его сопротивлению, квадрату силы тока и времени:
Если сила тока изменяется со временем, то
Соотношение (I) и (2) выражают закон Джоуля-Ленца. Подставляя R в омах, i в амперах, a t в секундах, Q получим в джоулях.
Закон (2) имеет следующее объяснение. Рассмотрим однородный проводник, к которому приложено напряжение U. За время dt через каждое сечение проводника проходит заряд dq=idt. Это равносильно тому, что заряд dq переносится за время dt из одного конца проводника в другой. При этом силы поля совершают работу dA=Udt=uidt. Заменяя U в соответствии с законом Ома через Ri и интегрируя, получим для работы электрических сил выражение, совпадающее с выражением (2) для Q. Таким образом, нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами поля над носителями заряда.
Из закона Джоуля-Ленца видно, то количество преобразованной электрической энергии при одной и той же силе тока пропорционально сопротивлению (Q - R). Это очень хорошо видно на примере электрической цели с лампой накаливания: спираль лампы, обладающая большим сопротивлением, нагревается очень сильно, в то время, как соединительные провода, имеющие малое сопротивление, нагреваются очень слабо.
Измерение емкости
Емкость конденсатора можно измерить с помощью мостика Сотти.
Экспериментальная часть
Упражнение 1. Определение сопротивления проводника
Приборы: источник постоянного тока, реостат, магазин сопротивлений, гальванометр, резисторы, провода.
Собрать цепь по схеме, где:
Подать на мостик напряжение порядка 1 -1,5 В. Замкнув ключ на очень короткое время, определить направление отклонения стрелки. Добиться того, чтобы ток через гальванометр был равен 0. Определить сопротивление по формуле:
, где
R1 и R2 сопротивление частей реостата.
, где
- длины намотанных частей реостата.
Следовательно:
Упражнение 2. Определить величину сопротивления второго резистора. Вычислить погрешность измерения.
Упражнение 3. Соединив резисторы последовательно, а затем параллельно, определить их сопротивления и сравнить найденные значения сопротивлений со значениями сопротивлений, вычисленных по законам последовательного и параллельного соединения.
Результаты опытов заносим в таблицу:
|
R |
Теоретическое | ||||||
|
|
|
|
|
|
| ||
1 |
1200 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
Посл. |
1200 |
|
|
|
|
|
|
|
Пар. |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение 4. Определение емкости конденсатора
Приборы: генератор звуковой частоты, головные телефоны, реостат, магазин конденсаторов, конденсаторы, провода.
Собрать цепь по схеме. Сбалансировать мост (при этом ток через телефон течет и звука нет или почти нет). Произвести необходимые измерения и результаты записать в таблицу:
№ |
C | |||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|