Цель работы: проверить основные закономерности последовательного и параллельного соединений проводников (резисторов), а также справедливость формул для определения эквивалентного сопротивления.
Теоретическая часть.
1) При последовательном соединении проводников R1 и R2 сила тока, идущего по ним, одинакова:
I = I1 = I2,
а напряжение на концах этого участка цепи равно сумме падений напряжения на каждом из проводников:
U = U1 + U2.
При любом числе последовательно соединённых проводников полное сопротивление участка цепи
R = R1 + R2 + R3 + ….
2) При параллельном соединении проводников напряжение на их концах одинаково:
U = U1 = U2.
Сила тока в цепи равна сумме токов, идущих по параллельно соединённым проводникам:
I = I1 + I2
При любом числе параллельно соединённых проводников эквивалентное (полное) сопротивление этого участка цепи определяется формулой
Оборудование: источник тока, резисторы, амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода, ключ.
Порядок выполнение работы:
- Соберите схему, состоящую из соединённых последовательно источника тока, реостата, амперметра, одного резистора (рис. Л.8).
- Подключите к точкам С и D вольтметр параллельно резистору.
- Замкните цепь и измерьте силу тока I1 и напряжение U1.
- Замените первый резистор вторым и измерьте силу тока I2 и напряжение U2.
- Подключите между точками С и D оба резистора последовательно. Параллельно им подключите вольтметр.
Измерьте силу тока I3 и напряжение U3.
- Соедините резисторы параллельно, подключите их между точками С и D, затем параллельно им подключите вольтметр.
Измерьте силу тока I4 и напряжение U4.
- Результаты измерений запишите в таблицу 11.
Таблица 11
I1, А | U1, В | I2, А | U2, В | I3, А | U3, В | I4, А | U4, В |
- Проведите расчёты и заполните таблицу 12.
Таблица 12
R1 = U1 / I1, Ом | R2 = U2 / I2, Ом | Rпос = U3 / I3, Ом | Rпар = U4 / I4, Ом | Rпос = R1 + R2, Ом | , Ом |
Сравните значения эквивалентных сопротивлений при последовательном и параллельном соединениях резисторов. Возможное несовпадение результатов объясняется погрешностями измерений.
- Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерений.
Относительную погрешность измерения каждого сопротивления можно определить по формуле
Абсолютная погрешность ΔRi = εiRi
Оцените, насколько ошибки измерений повлияли на совпадение результатов. Запишите окончательные результаты измерений сопротивлений для каждого случая в виде
R – ΔR ≤ R ≤ R + ΔR.
Сделайте вывод о справедливости приведённых выше формул.
Домашнее задание: доделать Лабораторную работу № 8.