Оборудование: Источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, реостат, электрическая лампа, выключатель, провода.
Теория.
Мощность тока - величина, характеризующая, с какой скоростью совершается работа тока. Так как работа тока может быть определена по формуле A=I∙U∙t, то мощность тока P можно вычислить, зная величину тока I и напряжения U.
P=I∙U (Вт)
Из формулы видно, что мощность тока линейно зависит от напряжения.
Схема цепи:
Таблица результатов измерений.
| № Опыта | Сила тока I(A) | Напряжение U(B) | Мощность P(Вт) | Относительная погрешность
| Абсолютная погрешность
 (Вт)
|
Ход работы:
- Передвигая ползунок реостата, измерить силу тока и напряжение 3 раза.
- Вычислить мощность лампочки.
- Вычислить относительную погрешность и абсолютную погрешность:
4. Записать окончательный результат с учётом погрешностей.
5. Построить график зависимости мощности лампы от напряжения на ней.
Контрольные вопросы:
1. В чем состоит отличие между электрическим током и током проводимости?
2. Какое направление принимается за направление электрического тока и в чем в действительности задается электрический ток в металлических проводниках?
3. Какие еще существуют формулы для определения мощности?
4. Какими математическими соотношениями связаны мощность и работа тока?
5. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
Лабораторная работа №15.
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.
Цель работы:Изучить работу и свойства полупроводникового диода, биполярного транзистора и тиристора.
Оборудование:полупроводниковый диод, биполярный транзистор, тиристор,
реостат, миллиамперметр, вольтметр, источник постоянного напряжения, соединительные провода, ключ.
Теория:
Диод - полупроводниковый прибор, имеющий два вывода, положительный-анод и отрицательный-катод. Основу выпрямительного диода составляет электронно-дырочный переход (p-n переход).
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) прибора - это зависимость силы тока через прибор от напряжения, приложенного к нему. ВАХ диода состоит из двух участков: один соответствует включению диода в прямом направлении; другой – в обратном.
Практически все компактные электронные приборы питаются постоянным током. Переменное сетевое напряжение преобразуется в постоянное с помощью адаптеров, главной частью которых являются диодные мосты и сглаживающие фильтры.
Ход работы:
1. Соберите электрическую цепь. Установить движок реостата на max.
2. Замкните ключ.
3. Снимите показания силы тока и напряжения. Занесите показания в таблицу.
4. Перемещая движок реостата, снимите ещё показания 2-4 раза.
| № опыта | |||||
| Сила тока I,мА | |||||
| Напряжение U,В |
5. Постройте график зависимости I=f(U).
Транзисторы
Транзисторы – полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзисторы делятся на биполярные и униполярные (полевые). В первом типе носителями зарядов являются и электроны, и дырки, а во втором типе – либо электроны, либо дырки. Биполярный транзистор имеет 3 вывода: эмиттер (источник), коллектор (сборщик) и базу (распределитель); его основу составляют 2 p-n перехода.
Проверить усилительную функцию транзистора можно с помощью схемы, например, на n-p-n транзисторе.
Ход работы:
1. Соблюдая полярность, соберите схему, установив движок реостата в крайнее верхнее положение. При этом на базе транзистора будет «+» потенциал и он будет закрыт. Резистор 100 Ом присоедините к контактам гальванометра, это превратит его в миллиамперметр с диапазоном 0-3 мА. Плавно перемещая движок реостата, можно увидеть, что ток базы не превышает 3 мА, а лампа начинает светиться, хотя для этого необходим ток порядка 200 мА. Поэтому при изучении транзисторов проводят аналогию между ним и водопроводным краном.
Тиристор– это полупроводниковый прибор, содержащий 3 p-n перехода, и имеющий 3 вывода: анод, катод и вывод управления.
Для того, чтобы тиристор проводил ток, необходимо к выводу управления приложить положительный импульсный сигнал. Для выключения тиристора необходимо снять напряжения с анода.
Одно из основных применений тиристоров – коммутация больших токов. Примерно 30% всей электроэнергии в мире проходит через тиристоры, позволяя добиться значительной экономии.
Ход работы:
1. Соблюдая полярность, соберите схему и замкните ключ.
2. Дотроньтесь влажным пальцем до сенсорной пластины. Это сгенерирует импульс тока менее 1 мА.
3. Убедитесь, что лампа, потребляющая ток более 200 мА горит, т.е. тиристор многократно усиливает ток.
Контрольные вопросы:
1. В чем различие проводимости проводников и полупроводников? Собственной и примесной проводимости полупроводников?
2. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления полупроводника при уменьшении температуры?
3. Что показывает вольт-амперная характеристика диода?
4. Что общего между диодом и ниппелем на футбольном мяче?
5. При какой полярности подключения будет открыт p-n-p транзистор? N-p-n?
Лабораторная работа №16.