Л А Б О Р А Т О Р Н А Р А Б О Т А № 2

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ПЕРЕВІРКА ЗАКОНІВ ОМА І КІРХГОФА

Мета роботи

Вивчення законів Ома та Кірхгофа для нерозгалуженого та розгалужених електричних кіл; визначення напруг та струмів в електричному колі.

 

Головні задачі дослідження

Експериментальна перевірка законів Ома та Кірхгофа; побудова потенціальних діаграм для одного і того ж контуру у двох випадках (струм в елементах контуру однаковий, струми в елементах контуру різні); виконання теоретичних розрахунків.

 

Робоче завдання

 

1. Скласти електричне коло, схема якого зображена на рис.2.1.а. Номінали опорів R1 – R5 занести в таблицю 2.1., приєднати вимірювальні прилади –амперметр (А), вольтметр (V). А – прилад, який призначений для вимірювання струму, в коло вмикається послідовно, струм вимірюється в міліамперах (мА). V – прилад призначений для вимірювання напруги, вмикається паралельно елементам кола, напруга вимірюється в вольтах (В).

 

 

Рис. 2.1.а – Монтажна схема – для проведення вимірювань. „+” – додатний затиск приладу, „-” – від’ємний затиск приладу.

 

Рис.2.1.б. - Принципова схема – для теоретичних розрахунків.

Таблиця 2.1

  R1, ,(Ом) R2, ,(Ом) R3, ,(Ом) R4, ,(Ом) R5, ,(Ом)
виміряні          
розраховані          

 

2. Виконати виміри для визначення ЕРС Е1 та Е2 джерел живлення і їхніх внутрішніх опорів R01 та R02. Результати вимірів і розрахунків занести в таблицю 2.2. (проведення вимірювань дивитися в Л.Р. №1)

Таблиця 2.2

Джерело живлення E, (В) U, (В) I, (А) ,(Ом)
                   
                   

3. При розімкненому вимикачі “К” виконати вимірювання струму в електричному колі та напруг між іменованими точками і потенціалів цих точок, визначивши не лише їхню величину, а й знак. При вимірах потенціалів точку нульового потенціалу задає викладач. Умовний напрямок струму вказаний на рисунку 2.1.а Всі результати цього досліду занести в таблицю 2.3 – в рядок „розімкн.”.

4. Увімкнути вимикач “К” і повторити ті ж виміри, що і в досліді п.3

Всі результати цього досліду також заносяться в табл. 2.3 – в рядок „замкнен.”

Таблиця 2.3.

полож. вимикача робота Uаб Uбв Uвг Uгд Uдж Uжа φа φб φв φг φд φж I1 I2 I3
розімкн. дослід                            
замкнен. дослід                              
розімкн. розрах.                            
замкнен. розрах.                              

5. Перевірити відповідність експериментальних даних п.3,4 законам Кірхгофа.

 

Примітки:1. Потенціал будь-якої точки вимірюють як напругу між цією точкою і точкою, потенціал якої умовно вважається нульовим.

2. Під час вимірів за допомогою вольтметра слід враховувати не тільки величину, а й знак потенціалу. Від’ємний затиск V „-” приєднується до точки з нульовим потенціалом.

Розрахунково–графічний аналіз результатів експерименту

1. Розрахувати опори резисторів і внутрішні опори джерел, виходячи з результатів вимірів (табл. 2.2 та 2.3).

2. Розрахувати струм у схемі рис.2.1.б при розімкненому ключі за другим законом Кірхгофа.

3. Виходячи з напруги Uаг=φа-φг, а також виміряних ЕРС та опорів, розрахувати за законом Ома струми I1, I2, I3 в вітках схеми рис.2.1.б при замкненому ключі.

4. Використовуючи метод рівнянь Кірхгофа, розрахувати струми I1, I2, I3 в вітках схеми рис.2.1.б при замкненому ключі.

5. Визначити напруги Uад та Uвд, виходячи з відомих струмів, ЕРС, опорів.

6. Вирахувати потенціали іменованих точок схеми рис.2.1.б та різницю потенціалів між точками, зазначеними в таблиці 2.3.

7. Результати всіх розрахунків занести в таблиці 2.1-2.3 і порівняти з відповідними експериментальними вимірами.

8. Побудувати потенціальні діаграми для різних контурів електричного кола при розімкненому та замкненому ключі.

9. Зробити висновки по роботі, враховуючи результати експериментальних та теоретичних досліджень.