Lucrări de laborator № 8

Subiect: "Definiție forta electromotoareși rezistența internă a sursei de curent».

Ţintă:învață să determine forța electromotoare și rezistența internă a sursei energie electrica.

Echipament: 1. Ampermetru de laborator;

2. Sursa de energie electrica;

3. fire de conectare,

4. Un set de rezistențe 2 ohmi și 4 ohmi;

5. Comutator unipolar; cheie.

Teorie.

Apariția unei diferențe de potențial la polii oricărei surse este rezultatul separării pozitive și sarcini negative. Această separare are loc datorită muncii efectuate de forțele externe.

Sunt numite forțe de origine neelectrică care acționează asupra purtătorilor de încărcare liberă din surse de curent forțe exterioare.

La deplasare sarcini electrice de-a lungul lanțului curent continuu forțele externe care acționează în interiorul surselor de curent funcționează.

Mărimea fizică egală cu raportul lucrării A st al forțelor exterioare la mutarea sarcinii q în interiorul sursei de curent la valoarea acestei sarcini se numeșteforța electromotoare sursă (EMF):

EMF este determinată de munca efectuată de forțele externe atunci când se deplasează o singură sarcină pozitivă.

Forța electromotoare, ca și diferența de potențial, se măsoară în volți[LA].

Pentru a măsura EMF sursa, ai nevoie a te alatura către el voltmetru cu circuit deschis.

Sursa de curent este un conductor și are întotdeauna o oarecare rezistență, deci curentul generează căldură în ea. Această rezistență se numește sursa de rezistenta interna si denota r.

Dacă circuitul este deschis, atunci munca forțelor externe este transformată în energie potențială a sursei de curent. Cu un circuit închis, asta energie potențială este cheltuită pentru munca de mișcare a sarcinilor în circuitul extern cu rezistența R și în partea internă a circuitului cu rezistența r, adică. ε = IR + Ir .

Dacă circuitul este format dintr-o parte exterioară cu rezistența R și rezistența internă r, atunci, conform legii conservării energiei, EMF al sursei va fi egal cu suma tensiunilor de pe secțiunile externe și interne ale circuitului. , deoarece când se deplasează de-a lungul unui circuit închis, sarcina revine la poziția inițială, unde IR este tensiunea de pe secțiunea exterioară a circuitului și Ir- tensiune pe secțiunea internă a circuitului.

Astfel, pentru o secțiune a circuitului care conține EMF:

Această formulă exprimă legea lui Ohm pentru lanț complet : puterea curentului într-un circuit complet este direct proporțională cu forța electromotoare a sursei și invers proporțională cu suma rezistențelor secțiunilor externe și interne ale circuitului.

ε și r pot fi determinate empiric.

Adesea, sursele de energie electrică sunt interconectate pentru a alimenta circuitul. Conexiunea surselor în baterie poate fi serială și paralelă.

Cu o conexiune în serie, două surse adiacente sunt conectate prin poli opuși.

Adică, pentru a conecta bateriile în serie, borna pozitivă a primei baterii este conectată la „plusul” circuitului electric. Borna pozitivă a celei de-a doua baterii este conectată la borna negativă etc. Borna negativă a ultimei baterii este conectată la „minus” al circuitului electric.

Bateria rezultată dintr-o conexiune în serie are aceeași capacitate ca a unei singure baterii, iar tensiunea este baterie egală cu suma tensiunilor bateriilor incluse în acesta. Acestea. dacă bateriile au aceeași tensiune, atunci tensiunea bateriei este egală cu tensiunea unei baterii înmulțită cu numărul de baterii din baterie.

1. EMF-ul bateriei este egal cu suma EMF a surselor individualeε= ε 1 + ε 2 + ε 3

2 . Rezistența totală a bateriei de surse este egală cu suma rezistențelor interne ale surselor individuale r baterii = r 1 + r 2 + r 3

Dacă la baterie sunt conectate n surse identice, atunci EMF bateriei ε= nε 1, iar rezistența bateriei r = nr 1

3.

La conexiune paralelă conectați toți polii pozitivi și toți cei negativi ai doi sau mai mulțin surse.

Adică, atunci când sunt conectate în paralel, bateriile sunt conectate astfel încât bornele pozitive ale tuturor bateriilor să fie conectate la un punct al circuitului electric (″plus″), iar bornele negative ale tuturor bateriilor să fie conectate la un alt punct al circuitului. ("minus").

Conectați numai în paralel surse Cu același EMF. Bateria rezultată dintr-o conexiune paralelă are aceeași tensiune cu cea a unei singure baterii, iar capacitatea unei astfel de baterii este egală cu suma capacităților bateriilor incluse în ea. Acestea. dacă bateriile au aceeași capacitate, atunci capacitatea bateriei este egală cu capacitatea unei baterii înmulțită cu numărul de baterii din baterie.

1. EMF-ul unei baterii cu surse identice este egal cu EMF-ul unei surse.ε= ε 1 = ε 2 = ε 3

2. Rezistența bateriei este mai mică decât rezistența unei singure surse r baterii = r 1 /n
3. Puterea curentului într-un astfel de circuit conform legii lui Ohm

Energia electrică stocată în baterie este egală cu suma energiilor bateriilor individuale (produsul energiilor bateriilor individuale, dacă bateriile sunt aceleași), indiferent dacă bateriile sunt conectate în paralel sau în serie .

Rezistența internă a bateriilor fabricate folosind aceeași tehnologie este aproximativ invers proporțională cu capacitatea bateriei. Prin urmare, deoarece cu o conexiune paralelă, capacitatea bateriei este egală cu suma capacităților bateriilor incluse în aceasta, adică crește, rezistența internă scade.

Progres.

Poza 1.

4. Închideți circuitul introducând o rezistență R mai mică 1 1 . Deschide lanțul.

5. Închideți circuitul introducând mai multă rezistență R 2 . Notați valoarea curentului I 2 . Deschide lanțul.

6. Calculați valoarea EMF și rezistența internă a sursei de energie electrică.

Legea lui Ohm pentru circuitul complet pentru fiecare caz:și

De aici obținem formule pentru calcularea ε și r:

7. Înregistrați rezultatele tuturor măsurătorilor și calculelor într-un tabel.

8. Trageți o concluzie.

9. Răspunde la întrebările de securitate.

ÎNTREBĂRI DE TEST.

1. Deschide sens fizic conceptul de „forță electromotoare a sursei de curent”.

2. Determinați rezistența secțiunii exterioare a circuitului, folosind rezultatele măsurătorilor obținute și legea lui Ohm pentru circuitul complet.

3. Explicați de ce rezistența internă crește atunci când bateriile sunt conectate în serie și scade când sunt conectate în paralel în comparație cu rezistența r 0 o baterie.

4. În ce caz voltmetrul conectat la bornele generatorului arată EMF generator și în ce caz este tensiunea la capetele secțiunii externe a circuitului? Această tensiune poate fi considerată și tensiunea de la capetele secțiunii interne a circuitului?

Opțiune de măsurare.

Experiența 1. Rezistența R 1 \u003d 2 Ohm, puterea curentului I 1 \u003d 1,3 A.

Rezistența R 2 \u003d 4 Ohm, puterea curentului I 2 \u003d 0,7 A.

Scopul lucrării: măsurarea forței electromotoare a sursei de curent prin metoda de compensare.

Instrumente și echipamente: instalație pentru măsurarea forței electromotoare a unei surse de curent prin metoda de compensare.

Amestecare teoretică

Un curent electric este o mișcare direcționată a sarcinilor electrice. Curentul electric este de obicei caracterizat de puterea curentului - o cantitate scalară determinată de sarcini electrice trecând prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp :

. (1)

Unitatea de măsură a intensității curentului este amperul (A). Dacă pentru orice intervale de timp egale, aceeași cantitate de electricitate (sarcină electrică) trece prin secțiunea transversală a conductorului, atunci un astfel de curent se numește constant. În mod convențional, direcția de mișcare este luată ca direcție a curentului electric în conductor sarcini pozitive(Fig. 1a).

Mărimea fizică determinată de puterea curentului care trece prin suprafața unitară a secțiunii transversale a conductorului , perpendicular pe direcția curentului, se numește densitate de curent :

. (2)

Densitatea de curent este un vector , a cărei direcție coincide cu mișcarea ordonată a sarcinilor pozitive.

În 1826, legea lui Ohm a fost stabilită experimental pentru o secțiune omogenă a unui circuit electric (circuit electronic din Fig. 1b sau secțiuni ad, dc, cb din Fig. 1a), care afirmă că puterea curentului într-un conductor omogen este direct proporțională cu tensiunea la capetele sale şi este invers proporţională cu rezistenţa conductorului :

, (3)

Rezistența conductorului depinde de materialul din care este fabricat conductorul, de dimensiunile liniare și de forma:

, (4)

Unde - rezistenta electrica specifica care caracterizeaza materialul conductorului; - lungimea conductorului; - aria secțiunii transversale a conductorului. Unitatea de măsură a rezistivității electrice este Ohm∙m. 1 Ohm m - aceasta este rezistivitatea electrică a unui conductor având o rezistență electrică de 1 ohm cu o lungime de 1 m și o suprafață a secțiunii transversale de 1 m 2.

Dacă substituim în expresia (4) în legea lui Ohm o secțiune omogenă a circuitului electric (3), atunci obținem

. (5)

Dat fiind

și ,

și, de asemenea, aplicând formula (2), transformăm ecuația (5) într-o expresie care reprezintă legea lui Ohm în formă diferențială pentru o secțiune omogenă a circuitului electric:

,

Unde - puterea câmpului electrostatic din interiorul conductorului; - conductivitatea electrică a materialului conductor.

Având în vedere faptul că purtătorii de sarcină pozitivă în fiecare punct se deplasează în direcția vectorului , apoi direcțiile vectorilor și Meci. Prin urmare, legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a unui circuit electric în formă diferențială se va scrie ca

.

Pentru a menține curentul în conductor pentru o perioadă suficient de lungă, este necesar să se îndepărteze continuu sarcinile pozitive aduse de la capătul conductorului cu un potențial mai mic (considerăm că purtătorii de sarcină sunt pozitivi) și să le aducem continuu. până la capăt cu un potențial mare, adică. este necesar să se stabilească circulația sarcinilor pozitive, în care acestea s-ar deplasa pe o traiectorie închisă.

Într-un loc închis circuit electric există zone în care sarcinile pozitive se mișcă în direcția creșterii potențialului, adică. împotriva unui câmp electrostatic. Mișcarea unor astfel de sarcini este posibilă numai cu ajutorul unor forțe de origine neelectrostatică, numite străine. Natura forțelor externe este diferită, deoarece apariția lor se datorează câmpurilor magnetice alternative, precum și proceselor chimice, de difuzie, luminoase care au loc în sursele de curent.

Principala caracteristică a forțelor externe este forța lor electromotoare (EMF) - aceasta este cantitate fizica, egal numeric cu munca forțelor externe

prin deplasarea unei singure sarcini pozitive :

,

Unde

- vectorul intensității câmpului forțelor externe;

- vector de deplasare a sarcinii. Unitatea de măsură pentru EMF este V (Volt).

Dacă sursa de curent este conectată la o sarcină externă distribuită uniform de-a lungul circuitului, atunci potențialul va scădea conform unei legi liniare pe măsură ce se îndepărtează de electrodul pozitiv al bateriei (Fig. 2).

Transformarea energiei unui curent electric în interior determină încălzirea conductorului. J. Joule și E. Lenz au descoperit experimental că cantitatea de căldură eliberată în conductor este proporțională cu pătratul intensității curentului din conductor. , rezistența conductorului și timpul de curgere a curentului .

. (6)

Folosind legea Joule-Lenz, legea lui Ohm este derivată pentru o secțiune neomogenă a unui circuit electric, care ia în considerare efectul forțelor electrostatice și externe asupra unei sarcini pozitive în mișcare.

Conform legii conservării energiei, cantitatea de căldură degajată într-un circuit electric neomogen (circuit electronic din fig. 1c) este egală cu suma muncii forțelor câmp electricși munca forțelor externe ale sursei curente:

, (7)

unde este munca forțelor câmpului electrostatic;

- munca forţelor externe. Forțele externe fac un lucru pozitiv pentru a muta o sarcină pozitivă dacă direcțiile forțelor externe și curentul electric coincid (Fig. 3), în caz contrar, munca forțelor externe este negativă.

Având în vedere că rezistența totală în secțiunea neuniformă a circuitului electric se adaugă din exterior și domestice rezistență și echivalând expresiile (6), (7) obținem

Ținând cont de formula (1), transformăm expresia în forma:

Să reducem expresia rezultată cu sarcina și obțineți legea lui Ohm pentru o secțiune neomogenă a circuitului electric

.

Când se utilizează această lege, este necesar să se țină cont de regula semnelor: direcția de ocolire a secțiunii circuitului este stabilită de indexarea potențialelor. Sursa de curent EMF luați cu semnul plus dacă direcțiile forțelor externe și secțiunea de bypass a circuitului electric coincid (Fig. 4a), în caz contrar - invers (Fig. 4b).

Dacă circuitul este închis, de ex.

și

, apoi obținem legea lui Ohm pentru un circuit electric închis (circuit electronic din Fig. 1a).

În practică, EMF-ul sursei curente nu poate fi măsurat direct cu un voltmetru convențional, deoarece voltmetrul măsoară doar diferența de potențial și la bornele sursei. Din expresia (8) rezultă că EMF a sursei de curent este posibil să găsiți prin diferența de potențial la bornele sursei (

, dacă puterea curentului în secțiunea circuitului electric este zero. Această condiție este implementată prin metoda de compensare. Diferența de potențial necesară pentru compensare se obține cu ajutorul unui potențiometru (Fig. 5). Un potențiometru este un fir calibrat înfășurat pe o bază izolatoare, de-a lungul căreia un contact poate aluneca (un astfel de dispozitiv se numește reocord). Mutarea unui contact C din punct de vedere A la B, puteți obține orice diferență de potențial de la 0 la

(

în valoare absolută este întotdeauna mai mică decât EMF al sursei auxiliare).

Esența metodei de compensare este aceea că EMF măsurată a unei surse de curent necunoscute (Fig. 5) este compensată de tensiune în zona potențiometrului (reocord). Compensarea se realizează prin mișcarea contactului potențiometrului C (Fig. 6) până când galvanometrul G indică curent zero.

Să notăm potențialele de la capetele reocordului prin

și

, potențiale la capetele sursei de curent - prin și . Fie ca, la o anumita pozitie a contactului C de pe potentiometru, curentul nu trece prin galvanometrul G si sursa de curent cu EMF , apoi

și

, de aceea

Conform legii lui Ohm

, (10)

Unde este curentul din potențiometru,

- rezistența secțiunii AC.

Echivalând expresiile (9) și (10) obținem

.

Pentru a nu produce pentru a determina EMF necunoscut al sursei curente măsurarea curentului si rezistenta

, recurge la compararea EMF necunoscută cu celebrii . Pentru a face acest lucru, în loc de o sursă cu un emf, (Fig. 6) sursă cu fem cunoscută (EMF a unei surse de curent normală). Compensarea se realizează din nou prin deplasarea contactului mobil C la citirea zero a galvanometrului. Ca urmare, EMF al sursei de curent este determinată ca

. (11)

În condiții de compensare, curentul curge numai prin circuitul care include potențiometrul. În acest caz, puterea curentă va fi aceeași. Împărțim egalitățile (10) la (11), reducând cu puterea curentă , obținem condiția:

. (12)

Având în vedere faptul că potențiometrul este realizat dintr-un fir omogen, a cărui rezistență electrică este determinată de formula (4), atunci înlocuim această formulă în expresia (12) și exprimăm EMF a sursei de curent studiată.

, (13)

Unde

și

 lungimea tronsoanelor pe care are loc compensarea EMF a unei surse de curent necunoscute și o sursă de curent normală respectiv.

De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că elementele normale eșuează rapid atunci când prin ele trec curenți mari, prin urmare, în circuitul galvanometrului se introduce o rezistență suplimentară, ceea ce limitează puterea curentului prin elementul normal și galvanometru.

Descrierea instalării

Comandă de lucru

tabelul 1

,

Unde

,

, - diametrul firului de reocord (0,4 mm).

,

unde valoarea indicat pe instalare.

Determinați eroarea absolută de măsurare pentru EMF a unei surse de curent necunoscute folosind formula

Scrieți rezultatul final al măsurării în formular

, la

.

întrebări de testare

Ce electricitate, puterea curentului, densitatea curentului?

Deduceți legea lui Ohm pentru o secțiune neomogenă a unui circuit electric și obțineți din aceasta legea lui Ohm pentru o secțiune completă închisă și omogenă a unui circuit electric.

Care este semnificația fizică a EMF? Ce sunt forțele terților? Care este scopul lor?

4 Cum este compensată EMF necunoscută când este atinsă citirea zero a galvanometrului?

5. Dacă în circuitul de compensare sursa este înlocuită cu o altă sursă cu același EMF, dar cu o rezistență internă mare, atunci în ce direcție trebuie mutat glisorul reocordului pentru a restabili compensarea?

LAB 5

Scopul lucrării: măsurarea forței electromotoare a sursei de curent prin metoda de compensare.

Instrumente și echipamente: instalație pentru măsurarea forței electromotoare a unei surse de curent prin metoda de compensare.

Amestecare teoretică

Un curent electric este o mișcare direcționată a sarcinilor electrice. Curentul electric este de obicei caracterizat de puterea curentului - o cantitate scalară determinată de sarcini electrice trecând prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp :

. (1)

Unitatea de măsură a intensității curentului este amperul (A). Dacă pentru orice intervale de timp egale, aceeași cantitate de electricitate (sarcină electrică) trece prin secțiunea transversală a conductorului, atunci un astfel de curent se numește constant. În mod convențional, direcția de mișcare a sarcinilor pozitive este luată ca direcție a curentului electric în conductor (Fig. 1a).

Mărimea fizică determinată de puterea curentului care trece prin suprafața unitară a secțiunii transversale a conductorului , perpendicular pe direcția curentului, se numește densitate de curent :

. (2)

Densitatea de curent este un vector , a cărei direcție coincide cu mișcarea ordonată a sarcinilor pozitive.

În 1826, legea lui Ohm a fost stabilită experimental pentru o secțiune omogenă a unui circuit electric (circuit electronic din Fig. 1b sau secțiuni ad, dc, cb din Fig. 1a), care afirmă că puterea curentului într-un conductor omogen este direct proporțională cu tensiunea la capetele sale şi este invers proporţională cu rezistenţa conductorului :

, (3)

Rezistența conductorului depinde de materialul din care este fabricat conductorul, de dimensiunile liniare și de forma:

, (4)

Unde - rezistenta electrica specifica care caracterizeaza materialul conductorului; - lungimea conductorului; - aria secțiunii transversale a conductorului. Unitatea de măsură a rezistivității electrice este Ohm∙m. 1 Ohm m - aceasta este rezistivitatea electrică a unui conductor având o rezistență electrică de 1 ohm cu o lungime de 1 m și o suprafață a secțiunii transversale de 1 m 2.

Dacă substituim în expresia (4) în legea lui Ohm o secțiune omogenă a circuitului electric (3), atunci obținem

. (5)

Dat fiind

și ,

și, de asemenea, aplicând formula (2), transformăm ecuația (5) într-o expresie care reprezintă legea lui Ohm sub formă diferențială pentru o secțiune omogenă a unui circuit electric:

,

Unde - puterea câmpului electrostatic din interiorul conductorului; - conductivitatea electrică a materialului conductor.

Având în vedere faptul că purtătorii de sarcină pozitivă în fiecare punct se deplasează în direcția vectorului , apoi direcțiile vectorilor și Meci. Prin urmare, legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a unui circuit electric în formă diferențială se va scrie ca

.

Pentru a menține curentul în conductor pentru o perioadă suficient de lungă, este necesar să se îndepărteze continuu sarcinile pozitive aduse de la capătul conductorului cu un potențial mai mic (considerăm că purtătorii de sarcină sunt pozitivi) și să le aducem continuu. până la capăt cu un potențial mare, adică. este necesar să se stabilească circulația sarcinilor pozitive, în care acestea s-ar deplasa pe o traiectorie închisă.

Într-un circuit electric închis, există secțiuni în care sarcinile pozitive se mișcă în direcția creșterii potențialului, de exemplu. împotriva unui câmp electrostatic. Mișcarea unor astfel de sarcini este posibilă numai cu ajutorul unor forțe de origine neelectrostatică, numite străine. Natura forțelor externe este diferită, deoarece apariția lor se datorează câmpurilor magnetice alternative, precum și proceselor chimice, de difuzie, luminoase care au loc în sursele de curent.

Principala caracteristică a forțelor externe este forța lor electromotoare (EMF) - aceasta este o mărime fizică egală numeric cu munca forțelor externe

prin deplasarea unei singure sarcini pozitive :

,

Unde

- vectorul intensității câmpului forțelor externe;

- vector de deplasare a sarcinii. Unitatea de măsură pentru EMF este V (Volt).

Dacă sursa de curent este conectată la o sarcină externă distribuită uniform de-a lungul circuitului, atunci potențialul va scădea conform unei legi liniare pe măsură ce se îndepărtează de electrodul pozitiv al bateriei (Fig. 2).

Transformarea energiei unui curent electric în interior determină încălzirea conductorului. J. Joule și E. Lenz au descoperit experimental că cantitatea de căldură eliberată în conductor este proporțională cu pătratul intensității curentului din conductor. , rezistența conductorului și timpul de curgere a curentului .

. (6)

Folosind legea Joule-Lenz, legea lui Ohm este derivată pentru o secțiune neomogenă a unui circuit electric, care ia în considerare efectul forțelor electrostatice și externe asupra unei sarcini pozitive în mișcare.

Conform legii conservării energiei, cantitatea de căldură degajată într-un circuit electric neomogen (circuit electronic din Fig. 1c) este egală cu suma muncii forțelor câmpului electric și a forțelor externe ale sursei de curent. :

, (7)

unde este munca forțelor câmpului electrostatic;

- munca forţelor externe. Forțele externe fac un lucru pozitiv pentru a muta o sarcină pozitivă dacă direcțiile forțelor externe și curentul electric coincid (Fig. 3), în caz contrar, munca forțelor externe este negativă.

Având în vedere că rezistența totală în secțiunea neuniformă a circuitului electric se adaugă din exterior și domestice rezistență și echivalând expresiile (6), (7) obținem

Ținând cont de formula (1), transformăm expresia în forma:

Să reducem expresia rezultată cu sarcina și obțineți legea lui Ohm pentru o secțiune neomogenă a circuitului electric

.

Când se utilizează această lege, este necesar să se țină cont de regula semnelor: direcția de ocolire a secțiunii circuitului este stabilită de indexarea potențialelor. Sursa de curent EMF luați cu semnul plus dacă direcțiile forțelor externe și secțiunea de bypass a circuitului electric coincid (Fig. 4a), în caz contrar - invers (Fig. 4b).

Dacă circuitul este închis, de ex.

și

, apoi obținem legea lui Ohm pentru un circuit electric închis (circuit electronic din Fig. 1a).

În practică, EMF-ul sursei curente nu poate fi măsurat direct cu un voltmetru convențional, deoarece voltmetrul măsoară doar diferența de potențial și la bornele sursei. Din expresia (8) rezultă că EMF a sursei de curent este posibil să găsiți prin diferența de potențial la bornele sursei (

, dacă puterea curentului în secțiunea circuitului electric este zero. Această condiție este implementată prin metoda de compensare. Diferența de potențial necesară pentru compensare se obține cu ajutorul unui potențiometru (Fig. 5). Un potențiometru este un fir calibrat înfășurat pe o bază izolatoare, de-a lungul căreia un contact poate aluneca (un astfel de dispozitiv se numește reocord). Mutarea unui contact C din punct de vedere A la B, puteți obține orice diferență de potențial de la 0 la

(

în valoare absolută este întotdeauna mai mică decât EMF al sursei auxiliare).

Esența metodei de compensare este aceea că EMF măsurată a unei surse de curent necunoscute (Fig. 5) este compensată de tensiune în zona potențiometrului (reocord). Compensarea se realizează prin mișcarea contactului potențiometrului C (Fig. 6) până când galvanometrul G indică curent zero.

Să notăm potențialele de la capetele reocordului prin

și

, potențiale la capetele sursei de curent - prin și . Fie ca, la o anumita pozitie a contactului C de pe potentiometru, curentul nu trece prin galvanometrul G si sursa de curent cu EMF , apoi

și

, de aceea

Conform legii lui Ohm

, (10)

Unde este curentul din potențiometru,

- rezistența secțiunii AC.

Echivalând expresiile (9) și (10) obținem

.

Pentru a nu produce pentru a determina EMF necunoscut al sursei curente măsurarea curentului si rezistenta

, recurge la compararea EMF necunoscută cu celebrii . Pentru a face acest lucru, în loc de o sursă cu un emf, (Fig. 6) sursă cu fem cunoscută (EMF a unei surse de curent normală). Compensarea se realizează din nou prin deplasarea contactului mobil C la citirea zero a galvanometrului. Ca urmare, EMF al sursei de curent este determinată ca

. (11)

În condiții de compensare, curentul curge numai prin circuitul care include potențiometrul. În acest caz, puterea curentă va fi aceeași. Împărțim egalitățile (10) la (11), reducând cu puterea curentă , obținem condiția:

. (12)

Având în vedere faptul că potențiometrul este realizat dintr-un fir omogen, a cărui rezistență electrică este determinată de formula (4), atunci înlocuim această formulă în expresia (12) și exprimăm EMF a sursei de curent studiată.

, (13)

Unde

și

 lungimea tronsoanelor pe care are loc compensarea EMF a unei surse de curent necunoscute și o sursă de curent normală respectiv.

De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că elementele normale eșuează rapid atunci când prin ele trec curenți mari, prin urmare, în circuitul galvanometrului se introduce o rezistență suplimentară, ceea ce limitează puterea curentului prin elementul normal și galvanometru.

Descrierea instalării

Comandă de lucru

tabelul 1

,

Unde

,

, - diametrul firului de reocord (0,4 mm).

,

unde valoarea indicat pe instalare.

Determinați eroarea absolută de măsurare pentru EMF a unei surse de curent necunoscute folosind formula

Scrieți rezultatul final al măsurării în formular

, la

.

întrebări de testare

Ce este curentul electric, puterea curentului, densitatea curentului?

Deduceți legea lui Ohm pentru o secțiune neomogenă a unui circuit electric și obțineți din aceasta legea lui Ohm pentru o secțiune completă închisă și omogenă a unui circuit electric.

Care este semnificația fizică a EMF? Ce sunt forțele terților? Care este scopul lor?

4 Cum este compensată EMF necunoscută când este atinsă citirea zero a galvanometrului?

5. Dacă în circuitul de compensare sursa este înlocuită cu o altă sursă cu același EMF, dar cu o rezistență internă mare, atunci în ce direcție trebuie mutat glisorul reocordului pentru a restabili compensarea?

LAB 5