Описание экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 34. Химический источник тока, в качестве которого используется аккумулятор, подключается последовательно через амперметр на магазин сопротивлений. В магазине расположено три сопротивления (R1–R3) и три ключа (К1–К3). Два из них (R1 и R2) используются для определения электродвижущей силы и внутреннего сопротивления, последнее (R3), которое много меньше первых двух, – определения емкости. Значения сопротивлений измерены достаточно точно, и являются константой установки.

А

К1 К2 К3

ε, r R1 R2 R3

Рис. 34. Схема экспериментальной установки

Порядок выполнения работы

1. Приготовить в лабораторном журнале по одной таблице по форме табл. 32–34.

2. Подключить к магазину сопротивлений амперметр и источник тока.

3. Включить в цепь сопротивление R1, замкнув ключ К1 и измерить силу тока. Результат занести в табл. 32.

4. Включить в цепь сопротивление R2, замкнув ключ К2 и измерить силу тока. Результат занести в табл. 32.

5.  Включить в цепь параллельно сопротивления R1 и R2, замкнув ключи К1 и К2. Измерить силу тока. Результат занести в табл. 32.

6. Повторить измерения еще четыре раза, занося результаты в таблицу.

7. Вычислить для каждой пары серий опытов электродвижущую силу и внутреннее сопротивление по формуле:

.

(122)

Таблица 32

Результаты измерения силы тока для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

№ Опыта	R1= Ом	R2= Ом	Ом
	I, A	I, A	I, A
1
2
3
4
5

Таблица 33

Результаты расчета ЭДС и внутреннего сопротивления

Расчет по R1 и R2		Расчет по R1 и R		Расчет по R2 и R
r, Ом	ε, В	r, Ом	ε, В	r, Ом	ε, В

8. Вычислить среднее значение по всем пятнадцати рассчитанным значениям внутреннего сопротивления и электродвижущей силы. Определить абсолютную и относительную погрешности опыта статистическим методом.

9. Вычислить ток короткого замыкания .

10. Подготовить секундомер. Подключить к источнику тока сопротивление R3, замкнув ключ К3, и одновременно включив секундомер. Зафиксировать изменение силы тока в цепи в течение 10 минут с шагом одна минута. Результаты записывать в табл. 34.

Таблица 34

Зависимость силы тока от времени при разряде гальванического элемента

ti, мин	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ii, мА
ti, ч
ln Ii
ln Ii· ti

11. Провести экстраполяцию методом наименьших квадратов зависимость силы тока (в миллиамперах) от времени (в часах) к теоретической зависимости:

.

(123)

После логарифмирования (123) имеем . Согласно методике, описанной в лабораторной работе №9 на с.43:

,

где N – количество экспериментов, в данном случае N=10; , , и .

12. Вычислить значение емкости источника тока по формуле:

.

(124)

13. Сделать выводы о проделанной работе.

102