Цель работы: научиться измерять ЭДС источника тока и косвенными измерениями определять его внутреннее сопротивление.
Оборудование: аккумулятор или батарейка для карманного фонаря, вольтметр, амперметр, реостат, ключ.
Указания к работе.
При разомкнутом ключе (рис. Л.9) ЭДС источника тока равна напряжению на внешней цепи. В эксперименте источник тока замкнут на вольтметр, сопротивление которого RB должно быть много больше внутреннего сопротивления r источника тока. Обычно сопротивление источника тока достаточно мало, поэтому для измерения напряжения можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0 — 6 В и сопротивлением RB = 900 Ом (см. надпись под шкалой прибора). Так как RB >> r, отличие ε от U не превышает десятых долей процента, а потому погрешность измерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения. Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенным путём, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из закона Ома для полной цепи получаем ε = U + Ir, где U = IR — напряжение на внешней цепи (R — сопротивление реостата). Поэтому
Для измерения силы тока в цепи можно использовать школьный амперметр со шкалой 0 — 2 А. Максимальные погрешности измерений внутреннего сопротивления источника тока определяются по формулам
Порядок выполнения работы.
- Подготовьте бланк отчёта со схемой электрической цепи и таблицами 13 и 14 для записи результатов измерений и вычислений
Таблица 13
Номер опыта | Измерено | Вычислено | |||
Uпр, В | Iпр, А | εпр, В | rпр, Ом | rпр. ср., Ом | |
Таблица 14
ΔиU, В | ΔоU, В | ΔU, В | εU, % | εЭДС, % | ΔиI, А | ΔоI, A | ΔI, A | εI, % | εr, % |
- Соберите электрическую цепь согласно рисунку Л.9. Проверьте надёжность электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.
- Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.
- Измерьте ЭДС источника тока.
- Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе для трёх положений движка реостата и вычислите rпр. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13.
- Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов. Занесите все данные в таблицу 14.
- Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:
Домашнее задание:
I. Доделать Лабораторную работу № 9.
II. Подготовиться к контрольной работе по §§ 100 – 106.