Laboratorijski rad № 8

Tema: "Definicija elektromotorna sila i unutrašnji otpor izvora struje».

Cilj: naučiti odrediti elektromotornu silu i unutrašnji otpor izvora električna energija.

Oprema: 1. Laboratorijski ampermetar;

2. Izvor električne energije;

3. spojne žice,

4. Skup otpora 2 oma i 4 oma;

5. Jednopolni prekidač; ključ.

Teorija.

Pojava razlike potencijala na polovima bilo kojeg izvora rezultat je razdvajanja pozitivnih i negativnih naboja. Ovo razdvajanje nastaje zbog rada vanjskih sila.

Zovu se sile neelektričnog porijekla koje djeluju na slobodne nosioce naboja iz izvora struje spoljne sile.

Prilikom kretanja električnih naboja duž lanca jednosmerna struja vanjske sile koje djeluju unutar izvora struje rade.

Fizička veličina jednaka omjeru rada A st vanjskih sila pri pomicanju naboja q unutar izvora struje prema vrijednosti ovog naboja naziva seelektromotorna sila izvora (EMF):

EMF je određen radom vanjskih sila pri pomicanju jednog pozitivnog naboja.

Elektromotorna sila, kao i razlika potencijala, mjeri se u volti[AT].

Za mjerenje EMF izvor, potreban vam je pridruži se za njega voltmetar otvorenog kola.

Izvor struje je provodnik i uvijek ima neki otpor, tako da struja stvara toplinu u njemu. Ovaj otpor se zove unutrašnji otpor izvora i označiti r.

Ako je krug otvoren, tada se rad vanjskih sila pretvara u potencijalnu energiju izvora struje. Sa zatvorenim krugom, ovo potencijalna energija troši se na rad pokretnih naelektrisanja u vanjskom kolu otpora R i u unutrašnjem dijelu kola otpora r, tj. ε = IR + Ir .

Ako se kolo sastoji od vanjskog dijela otpora R i unutrašnjeg otpora r, tada će, prema zakonu održanja energije, EMF izvora biti jednak zbiru napona na vanjskom i unutrašnjem dijelu kola , jer kada se kreće duž zatvorenog kruga, naboj se vraća u prvobitni položaj, pri čemu IR je napon na vanjskom dijelu kola, i Ir- napon na unutrašnjem dijelu kola.

Dakle, za dio kola koji sadrži EMF:

Ova formula izražava Ohmov zakon za kompletan lanac : jačina struje u kompletnom kolu je direktno proporcionalna elektromotornoj sili izvora i obrnuto proporcionalna zbiru otpora spoljašnjih i unutrašnjih delova kola.

ε i r se mogu odrediti empirijski.

Često su izvori električne energije međusobno povezani za napajanje strujnog kola. Povezivanje izvora u bateriji može biti serijsko i paralelno.

Kod serijske veze, dva susjedna izvora su povezana suprotnim polovima.

To jest, da bi se baterije spojile u seriju, pozitivni terminal prve baterije spojen je na "plus" električnog kruga. Pozitivni terminal druge baterije je povezan sa njenim negativnim terminalom itd. Negativni terminal posljednje baterije spojen je na "minus" električnog kruga.

Baterija nastala serijskim povezivanjem ima isti kapacitet kao baterija jedne baterije, a napon je baterija jednak zbiru napona baterija uključenih u njega. One. ako baterije imaju isti napon, tada je napon baterije jednak naponu jedne baterije pomnoženom sa brojem baterija u bateriji.

1. EMF baterije jednak je zbiru EMF pojedinačnih izvoraε= ε 1 + ε 2 + ε 3

2 . Ukupni otpor baterije izvora jednak je zbiru unutrašnjih otpora pojedinačnih izvora r baterije = r 1 + r 2 + r 3

Ako je na bateriju priključeno n identičnih izvora, tada je EMF baterije ε= nε 1, a otpor baterije r = nr 1

3.

At paralelna veza spojite sve pozitivne i sve negativne polove dva ili višen izvora.

Odnosno, kada su spojene paralelno, baterije su povezane tako da su pozitivni terminali svih baterija spojeni na jednu tačku električnog kola (″plus″), a negativni terminali svih baterija su povezani na drugu tačku u kolu ("oduzeti").

Povežite se samo paralelno izvori With isti EMF. Baterija nastala paralelnim povezivanjem ima isti napon kao i jedna baterija, a kapacitet takve baterije jednak je zbroju kapaciteta baterija uključenih u nju. One. ako su baterije istog kapaciteta, tada je kapacitet baterije jednak kapacitetu jedne baterije pomnoženom sa brojem baterija u bateriji.

1. EMF baterije identičnih izvora jednak je EMF jednog izvora.ε= ε 1 = ε 2 = ε 3

2. Otpor baterije je manji od otpora jednog izvora r baterije = r 1 /n
3. Jačina struje u takvom kolu prema Ohmovom zakonu

Električna energija pohranjena u bateriji jednaka je zbroju energija pojedinih baterija (proizvod energija pojedinačnih baterija, ako su baterije iste), bez obzira da li su baterije povezane paralelno ili serijski .

Unutrašnji otpor baterija proizvedenih po istoj tehnologiji približno je obrnuto proporcionalan kapacitetu baterije. Dakle, budući da je kod paralelne veze kapacitet baterije jednak zbroju kapaciteta baterija uključenih u njega, odnosno povećava se, unutrašnji otpor se smanjuje.

Napredak.

Slika 1.

4. Zatvorite strujni krug uvođenjem manjeg otpora R 1 1 . Otvori lanac.

5. Zatvorite strujni krug uvođenjem većeg otpora R 2 . Zapišite vrijednost struje I 2 . Otvori lanac.

6. Izračunajte vrijednost EMF-a i unutrašnjeg otpora izvora električne energije.

Ohmov zakon za kompletno kolo za svaki slučaj: i

Odavde dobijamo formule za izračunavanje ε i r:

7. Zapišite rezultate svih mjerenja i proračuna u tabelu.

8. Izvucite zaključak.

9. Odgovorite na sigurnosna pitanja.

TEST PITANJA.

1. Otvorite fizičko značenje koncept "elektromotorne sile izvora struje".

2. Odredite otpor vanjskog dijela kola, koristeći rezultate dobivenih mjerenja i Ohmov zakon za kompletno kolo.

3. Objasni zašto se unutarnji otpor povećava kada su baterije spojene u seriju i opada kada su spojene paralelno u odnosu na otpor r 0 jedna baterija.

4. U kom slučaju voltmetar priključen na stezaljke generatora pokazuje EMF generatora, a u kojem je napon na krajevima vanjskog dijela kola? Može li se ovaj napon smatrati i naponom na krajevima unutrašnjeg dijela kola?

Opcija mjerenja.

Iskustvo 1. Otpor R 1 = 2 Ohm, jačina struje I 1 = 1,3 A.

Otpor R 2 = 4 Ohm, jačina struje I 2 = 0,7 A.

Svrha rada: izmjeriti elektromotornu silu izvora struje kompenzacijskom metodom.

Instrumenti i oprema: instalacija za mjerenje elektromotorne sile izvora struje kompenzacijskom metodom.

Teorijsko miješanje

Električna struja je usmjereno kretanje električnih naboja. Električnu struju obično karakterizira jačina struje - skalarna veličina određena električnim nabojem prolazeći kroz poprečni presjek provodnika u jedinici vremena :

. (1)

Jedinica jačine struje je amper (A). Ako za bilo koje jednake intervale vremena ista količina električne energije (električni naboj) prođe kroz poprečni presjek vodiča, tada se takva struja naziva konstantnom. Uobičajeno, smjer kretanja se uzima kao smjer električne struje u vodiču pozitivnih naboja(Sl. 1a).

Fizička veličina određena jačinom struje koja prolazi kroz jediničnu površinu poprečnog presjeka vodiča , okomito na smjer struje, naziva se gustoća struje :

. (2)

Gustoća struje je vektor , čiji se smjer poklapa sa uređenim kretanjem pozitivnih naboja.

Godine 1826. eksperimentalno je ustanovljen Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola (elektronsko kolo na slici 1b ili sekcije ad, dc, cb na slici 1a), koji kaže da je jačina struje u homogenom provodniku direktno proporcionalna napon na njegovim krajevima i obrnuto je proporcionalan otporu provodnika :

, (3)

Otpor vodiča ovisi o materijalu od kojeg je vodič izrađen, njegovim linearnim dimenzijama i obliku:

, (4)

gdje - specifični električni otpor koji karakteriše materijal provodnika; - dužina provodnika; - površina poprečnog presjeka provodnika. Jedinica za električnu otpornost je Ohm∙m. 1 Ohm m - ovo je električna otpornost vodiča koji ima električni otpor od 1 ohma dužine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 m 2.

Ako izraz (4) zamijenimo u Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola (3), dobićemo

. (5)

S obzirom na to

i ,

i također primjenom formule (2), transformiramo jednačinu (5) u izraz koji predstavlja Ohmov zakon u diferencijalni oblik za homogeni dio električnog kola:

,

gdje - jačina elektrostatičkog polja unutar provodnika; - električna provodljivost materijala provodnika.

S obzirom na činjenicu da se nosioci pozitivnog naboja u svakoj tački kreću u pravcu vektora , zatim smjerovi vektora i match. Stoga će se Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola u diferencijalnom obliku napisati kao

.

Da bi se struja u vodiču održala dovoljno dugo, potrebno je kontinuirano uklanjati donesene pozitivne naboje sa kraja vodiča sa manjim potencijalom (nosače naboja smatramo pozitivnima), te ih kontinuirano dovoditi do kraja sa velikim potencijalom, tj. potrebno je uspostaviti cirkulaciju pozitivnih naelektrisanja, u kojoj bi se oni kretali po zatvorenoj putanji.

U zatvorenom električno kolo postoje oblasti u kojima se pozitivni naboji kreću u pravcu povećanja potencijala, tj. protiv elektrostatičkog polja. Kretanje takvih naboja moguće je samo uz pomoć sila neelektrostatičkog porijekla, koje se nazivaju vanjskim. Priroda vanjskih sila je drugačija, jer njihov izgled je posljedica naizmjeničnih magnetnih polja, kao i kemijskih, difuzijskih, svjetlosnih procesa koji se javljaju u izvorima struje.

Glavna karakteristika vanjskih sila je njihova elektromotorna sila (EMF) - to je fizička količina, brojčano jednak radu vanjskih sila

pomicanjem jednog pozitivnog naboja :

,

gdje

- vektor jačine polja vanjskih sila;

- vektor pomaka naboja. Mjerna jedinica za EMF je V (Volt).

Ako je izvor struje zatvoren za vanjsko opterećenje ravnomjerno raspoređeno duž kola, tada će potencijal pasti prema linearnom zakonu kako se udaljava od pozitivne elektrode baterije (slika 2).

Transformacija energije električne struje u unutrašnju uzrokuje zagrijavanje provodnika. J. Joule i E. Lenz eksperimentalno su otkrili da je količina topline koja se oslobađa u provodniku proporcionalna kvadratu jačine struje u provodniku , otpor provodnika i trenutno vrijeme protoka .

. (6)

Koristeći Joule-Lenzov zakon, izveden je Ohmov zakon za nehomogenu dionicu električnog kola, koji uzima u obzir učinak elektrostatičkih i vanjskih sila na pokretni pozitivni naboj.

Prema zakonu održanja energije, količina toplote oslobođena u nehomogenom električnom kolu (elektronsko kolo na slici 1c) jednaka je zbiru rada sila električno polje i rad vanjskih sila izvora struje:

, (7)

gdje je rad sila elektrostatičkog polja;

- rad vanjskih sila. Vanjske sile obavljaju pozitivan rad na pomicanju pozitivnog naboja ako su smjerovi vanjskih sila i električna struja se poklapaju (slika 3), inače je rad vanjskih sila negativan.

S obzirom da se ukupni otpor u neujednačenom dijelu električnog kola dodaje iz vanjskog i interni otpora, i izjednačavanjem izraza (6), (7) dobijamo

Uzimajući u obzir formulu (1), pretvaramo izraz u oblik:

Smanjimo rezultirajući izraz za naboj i dobiti Ohmov zakon za nehomogeni dio električnog kola

.

Prilikom korištenja ovog zakona potrebno je uzeti u obzir pravilo predznaka: smjer zaobilaženja dijela strujnog kruga se postavlja indeksiranjem potencijala. Izvor struje EMF uzeti sa znakom plus ako su smjerovi vanjskih sila i premosni dio električnog kola se poklapaju (slika 4a), u suprotnom - obrnuto (slika 4b).

Ako je strujni krug zatvoren, tj.

i

, tada dobijamo Ohmov zakon za zatvoreno električno kolo (elektronsko kolo na sl. 1a).

U praksi, EMF trenutnog izvora ne može se direktno izmjeriti konvencionalnim voltmetrom, jer voltmetar mjeri samo potencijalnu razliku i na terminalima izvora. Iz izraza (8) proizilazi da je EMF strujnog izvora moguće je pronaći kroz razliku potencijala na terminalima izvora (

, ako je jačina struje u dijelu električnog kola nula. Ovaj uslov se implementira metodom kompenzacije. Potencijalna razlika potrebna za kompenzaciju dobija se pomoću potenciometra (slika 5). Potenciometar je kalibrirana žica namotana na izolacijsku podlogu, duž koje kontakt može kliziti (takav se uređaj naziva reokord). Premještanje kontakta C sa tačke A to B, možete dobiti bilo koju potencijalnu razliku od 0 do

(

u apsolutnoj vrijednosti je uvijek manja od EMF pomoćnog izvora).

Suština metode kompenzacije je da se izmjeri EMF nepoznatog izvora struje (Sl. 5) kompenzira se naponom u području potenciometra (reohorda). Kompenzacija se postiže pomeranjem kontakta potenciometra C (slika 6) sve dok galvanometar G ne pokaže nultu struju.

Označimo potencijale na krajevima reohorda kroz

i

, potencijali na krajevima izvora struje - kroz i . Neka na određenoj poziciji kontakta C na potenciometru struja ne teče kroz galvanometar G i izvor struje sa EMF , onda

i

, zbog toga

Prema Ohmovom zakonu

, (10)

gdje je struja u potenciometru,

- otpor AC sekcije.

Izjednačavanjem izraza (9) i (10) dobijamo

.

Da se ne bi proizveo da se odredi nepoznati EMF trenutnog izvora mjerenje struje i otpor

, pribjegava upoređivanju nepoznatog EMF-a sa poznatim . Da biste to učinili, umjesto izvora sa emf, (slika 6) izvor sa poznatom emf (EMF normalnog izvora struje). Kompenzacija se ponovo postiže pomeranjem pokretnog kontakta C na nultu vrednost galvanometra. Kao rezultat, EMF trenutnog izvora se određuje kao

. (11)

U uslovima kompenzacije, struja teče samo kroz kolo koje uključuje potenciometar. U ovom slučaju, jačina struje će biti ista. Jednakosti (10) dijelimo sa (11), smanjujući za jačinu struje , dobijamo uslov:

. (12)

S obzirom na to da je potenciometar napravljen od homogene žice, čiji je električni otpor određen formulom (4), onda ovu formulu zamjenjujemo u izraz (12) i izražavamo EMF izvora struje koji se proučava

, (13)

gdje

i

 dužina sekcija na kojima dolazi do kompenzacije EMF nepoznatog izvora struje i normalan izvor struje respektivno.

Također se mora uzeti u obzir da normalni elementi brzo pokvare kada kroz njih prođu velike struje, pa se u krug galvanometra uvodi dodatni otpor koji ograničava jačinu struje kroz normalni element i galvanometar.

Opis instalacije

Radni nalog

Tabela 1

,

gdje

,

, - prečnik žice reohorda (0,4 mm).

,

gde je vrednost naznačeno na instalaciji.

Odredite apsolutnu grešku mjerenja za EMF nepoznatog izvora struje koristeći formulu

Zapišite konačni rezultat mjerenja u obrazac

, at

.

test pitanja

Šta struja, jačina struje, gustina struje?

Izvesti Ohmov zakon za nehomogeni dio električnog kola i iz njega dobiti Ohmov zakon za potpuni zatvoreni i homogeni dio električnog kola.

Koje je fizičko značenje EMF-a? Šta su sile treće strane? Koja je njihova svrha?

4 Kako se kompenzuje nepoznati EMF kada se postigne nulto očitanje galvanometra?

5. Ako se izvor u kompenzacijskom kolu zamijeni drugim izvorom s istim EMF-om, ali s velikim unutarnjim otporom, u kojem smjeru treba pomaknuti klizač reohorda da bi se povratila kompenzacija?

LAB 5

Svrha rada: izmjeriti elektromotornu silu izvora struje kompenzacijskom metodom.

Instrumenti i oprema: instalacija za mjerenje elektromotorne sile izvora struje kompenzacijskom metodom.

Teorijsko miješanje

Električna struja je usmjereno kretanje električnih naboja. Električnu struju obično karakterizira jačina struje - skalarna veličina određena električnim nabojem prolazeći kroz poprečni presjek provodnika u jedinici vremena :

. (1)

Jedinica jačine struje je amper (A). Ako za bilo koje jednake intervale vremena ista količina električne energije (električni naboj) prođe kroz poprečni presjek vodiča, tada se takva struja naziva konstantnom. Uobičajeno, smjer kretanja pozitivnih naboja uzima se kao smjer električne struje u vodiču (slika 1a).

Fizička veličina određena jačinom struje koja prolazi kroz jediničnu površinu poprečnog presjeka vodiča , okomito na smjer struje, naziva se gustoća struje :

. (2)

Gustoća struje je vektor , čiji se smjer poklapa sa uređenim kretanjem pozitivnih naboja.

Godine 1826. eksperimentalno je ustanovljen Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola (elektronsko kolo na slici 1b ili sekcije ad, dc, cb na slici 1a), koji kaže da je jačina struje u homogenom provodniku direktno proporcionalna napon na njegovim krajevima i obrnuto je proporcionalan otporu provodnika :

, (3)

Otpor vodiča ovisi o materijalu od kojeg je vodič izrađen, njegovim linearnim dimenzijama i obliku:

, (4)

gdje - specifični električni otpor koji karakteriše materijal provodnika; - dužina provodnika; - površina poprečnog presjeka provodnika. Jedinica za električnu otpornost je Ohm∙m. 1 Ohm m - ovo je električna otpornost vodiča koji ima električni otpor od 1 ohma dužine 1 m i površine poprečnog presjeka od 1 m 2.

Ako izraz (4) zamijenimo u Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola (3), dobićemo

. (5)

S obzirom na to

i ,

i također primjenom formule (2), transformiramo jednačinu (5) u izraz koji predstavlja Ohmov zakon u diferencijalnom obliku za homogeni dio električnog kola:

,

gdje - jačina elektrostatičkog polja unutar provodnika; - električna provodljivost materijala provodnika.

S obzirom na činjenicu da se nosioci pozitivnog naboja u svakoj tački kreću u pravcu vektora , zatim smjerovi vektora i match. Stoga će se Ohmov zakon za homogeni dio električnog kola u diferencijalnom obliku napisati kao

.

Da bi se struja u vodiču održala dovoljno dugo, potrebno je kontinuirano uklanjati donesene pozitivne naboje sa kraja vodiča sa manjim potencijalom (nosače naboja smatramo pozitivnima), te ih kontinuirano dovoditi do kraja sa velikim potencijalom, tj. potrebno je uspostaviti cirkulaciju pozitivnih naelektrisanja, u kojoj bi se oni kretali po zatvorenoj putanji.

U zatvorenom električnom kolu postoje dijelovi gdje se pozitivni naboji kreću u smjeru povećanja potencijala, tj. protiv elektrostatičkog polja. Kretanje takvih naboja moguće je samo uz pomoć sila neelektrostatičkog porijekla, koje se nazivaju vanjskim. Priroda vanjskih sila je drugačija, jer njihov izgled je posljedica naizmjeničnih magnetnih polja, kao i kemijskih, difuzijskih, svjetlosnih procesa koji se javljaju u izvorima struje.

Glavna karakteristika vanjskih sila je njihova elektromotorna sila (EMF) - to je fizička veličina numerički jednaka radu vanjskih sila

pomicanjem jednog pozitivnog naboja :

,

gdje

- vektor jačine polja vanjskih sila;

- vektor pomaka naboja. Mjerna jedinica za EMF je V (Volt).

Ako je izvor struje zatvoren za vanjsko opterećenje ravnomjerno raspoređeno duž kola, tada će potencijal pasti prema linearnom zakonu kako se udaljava od pozitivne elektrode baterije (slika 2).

Transformacija energije električne struje u unutrašnju uzrokuje zagrijavanje provodnika. J. Joule i E. Lenz eksperimentalno su otkrili da je količina topline koja se oslobađa u provodniku proporcionalna kvadratu jačine struje u provodniku , otpor provodnika i trenutno vrijeme protoka .

. (6)

Koristeći Joule-Lenzov zakon, izveden je Ohmov zakon za nehomogenu dionicu električnog kola, koji uzima u obzir učinak elektrostatičkih i vanjskih sila na pokretni pozitivni naboj.

Prema zakonu održanja energije, količina toplote oslobođena u nehomogenom električnom kolu (elektronsko kolo na sl. 1c) jednaka je zbiru rada sila električnog polja i rada vanjskih sila izvora struje. :

, (7)

gdje je rad sila elektrostatičkog polja;

- rad vanjskih sila. Vanjske sile obavljaju pozitivan rad na pomicanju pozitivnog naboja ako su smjerovi vanjskih sila i električna struja se poklapaju (slika 3), inače je rad vanjskih sila negativan.

S obzirom da se ukupni otpor u neujednačenom dijelu električnog kola dodaje iz vanjskog i interni otpora, i izjednačavanjem izraza (6), (7) dobijamo

Uzimajući u obzir formulu (1), pretvaramo izraz u oblik:

Smanjimo rezultirajući izraz za naboj i dobiti Ohmov zakon za nehomogeni dio električnog kola

.

Prilikom korištenja ovog zakona potrebno je uzeti u obzir pravilo predznaka: smjer zaobilaženja dijela strujnog kruga se postavlja indeksiranjem potencijala. Izvor struje EMF uzeti sa znakom plus ako su smjerovi vanjskih sila i premosni dio električnog kola se poklapaju (slika 4a), u suprotnom - obrnuto (slika 4b).

Ako je strujni krug zatvoren, tj.

i

, tada dobijamo Ohmov zakon za zatvoreno električno kolo (elektronsko kolo na sl. 1a).

U praksi, EMF trenutnog izvora ne može se direktno izmjeriti konvencionalnim voltmetrom, jer voltmetar mjeri samo potencijalnu razliku i na terminalima izvora. Iz izraza (8) proizilazi da je EMF strujnog izvora moguće je pronaći kroz razliku potencijala na terminalima izvora (

, ako je jačina struje u dijelu električnog kola nula. Ovaj uslov se implementira metodom kompenzacije. Potencijalna razlika potrebna za kompenzaciju dobija se pomoću potenciometra (slika 5). Potenciometar je kalibrirana žica namotana na izolacijsku podlogu, duž koje kontakt može kliziti (takav se uređaj naziva reokord). Premještanje kontakta C sa tačke A to B, možete dobiti bilo koju potencijalnu razliku od 0 do

(

u apsolutnoj vrijednosti je uvijek manja od EMF pomoćnog izvora).

Suština metode kompenzacije je da se izmjeri EMF nepoznatog izvora struje (Sl. 5) kompenzira se naponom u području potenciometra (reohorda). Kompenzacija se postiže pomeranjem kontakta potenciometra C (slika 6) sve dok galvanometar G ne pokaže nultu struju.

Označimo potencijale na krajevima reohorda kroz

i

, potencijali na krajevima izvora struje - kroz i . Neka na određenoj poziciji kontakta C na potenciometru struja ne teče kroz galvanometar G i izvor struje sa EMF , onda

i

, zbog toga

Prema Ohmovom zakonu

, (10)

gdje je struja u potenciometru,

- otpor AC sekcije.

Izjednačavanjem izraza (9) i (10) dobijamo

.

Da se ne bi proizveo da se odredi nepoznati EMF trenutnog izvora mjerenje struje i otpor

, pribjegava upoređivanju nepoznatog EMF-a sa poznatim . Da biste to učinili, umjesto izvora sa emf, (slika 6) izvor sa poznatom emf (EMF normalnog izvora struje). Kompenzacija se ponovo postiže pomeranjem pokretnog kontakta C na nultu vrednost galvanometra. Kao rezultat, EMF trenutnog izvora se određuje kao

. (11)

U uslovima kompenzacije, struja teče samo kroz kolo koje uključuje potenciometar. U ovom slučaju, jačina struje će biti ista. Jednakosti (10) dijelimo sa (11), smanjujući za jačinu struje , dobijamo uslov:

. (12)

S obzirom na to da je potenciometar napravljen od homogene žice, čiji je električni otpor određen formulom (4), onda ovu formulu zamjenjujemo u izraz (12) i izražavamo EMF izvora struje koji se proučava

, (13)

gdje

i

 dužina sekcija na kojima dolazi do kompenzacije EMF nepoznatog izvora struje i normalan izvor struje respektivno.

Također se mora uzeti u obzir da normalni elementi brzo pokvare kada kroz njih prođu velike struje, pa se u krug galvanometra uvodi dodatni otpor koji ograničava jačinu struje kroz normalni element i galvanometar.

Opis instalacije

Radni nalog

Tabela 1

,

gdje

,

, - prečnik žice reohorda (0,4 mm).

,

gde je vrednost naznačeno na instalaciji.

Odredite apsolutnu grešku mjerenja za EMF nepoznatog izvora struje koristeći formulu

Zapišite konačni rezultat mjerenja u obrazac

, at

.

test pitanja

Šta je električna struja, jačina struje, gustina struje?

Izvesti Ohmov zakon za nehomogeni dio električnog kola i iz njega dobiti Ohmov zakon za potpuni zatvoreni i homogeni dio električnog kola.

Koje je fizičko značenje EMF-a? Šta su sile treće strane? Koja je njihova svrha?

4 Kako se kompenzuje nepoznati EMF kada se postigne nulto očitanje galvanometra?

5. Ako se izvor u kompenzacijskom kolu zamijeni drugim izvorom s istim EMF-om, ali s velikim unutarnjim otporom, u kojem smjeru treba pomaknuti klizač reohorda da bi se povratila kompenzacija?

LAB 5