Файл: 1. Описание установки и методики измерений.docx

Скачать файл (0,05Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 26

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Введение

Целью работы является:

- знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного тока;

- экспериментальная проверка закона Ома для неоднородного участка цепи.

1. Описание установки и методики измерений

Рис. 1.1 – электрическая цепь (один источник тока)

Рис. 1.2 – электрическая цепь (два источника тока)

1.1. На рабочем столе монитора найдите ярлык программы «Открытая физика 1.1».

Щелкните по ярлыку и запустите программу.

1.2. Выберите: «Электричество и магнетизм», «Цепи постоянного тока».

1.3. Внимательно ознакомьтесь с окном эксперимента. В левом нижнем

углы находятся кнопки «Элементы» - соединительный проводник, -

источник тока, - резистор, - вольтметр, - амперметр, - кнопка

для установки значений резисторов и источников Э.Д.С.

Внизу в средней части расположены кнопки «Счет» - для измерения силы тока и

разности потенциалов в элементах цепи, «Очистить» - для очистки окна эксперимента.

1.4. При собранной электрической цепи в окне эксперимента (Рис. 1.1, Рис. 1.2) можно

выделить элемент цепи – источник тока или резистор. Для этого нужно нажать кнопку

, подвести курсор в виде руки к элементу и щелкнуть по нему. При этом изменяется

цвет элемента и в нижней части окна появляется окно с регулятором для установки значений

параметра элемента. Регулятор можно перемещать, если подвести к нему курсор мыши и

перемещать, удерживая нажатой левую кнопку мыши или, щелкая по соответствующей

стрелке в окне регулятора.

2. Основные расчётные формулы

Закон Ома для неоднородного участка 1-2 имеет вид

I∙(

+ r) = (

) +

(2.1)

Обозначим V = (

) показания вольтметра. Выражение (2.1) принимает следующий вид:

I∙(

+ r) =V+

(2.2)

Запишем

V= I∙(

+ r) -

(2.3)

+ r (2.4)

V= I∙

(2.5)

График зависимости V = f(I) должен представлять прямую линию, причем угловой

коэффициент прямой равен сопротивлению

участка цепи 1-2.

Координата точки пересечения продолжения прямой графика с осью ординат равна

значению Э.Д.С. на этом же участке

(2.6)

I= 0, V= (2.7)

С учетом полярности вольтметра на схемах Рис. 2.2, Рис. 2.3 следует записать

V = (

) (2.8)

(

) = -V (2.9)

При этом выражения (2.5) – (2.7) принимают вид

V= -I∙

(2.10)

= -

(2.11)

I= 0, V= (2.12)

(

)_эксп= -

(2.13)

Относительная погрешность сопротивления

ε(

)_эксп =

(2.14)

Выберите на графике произвольную точку, например, М. Определите ее координаты , . Подставьте значения , в формулу (2.10). Вычислите значение ()_экспи относительную погрешность ε()_эксп по формулам

()_эксп = + ∙(

)_эксп(2.15)

ε()_эксп =

(2.16)

3. Результаты работы и их анализ

Таблица 3.1

Номер измерения	R, Ом	V, В		I, А	Примечание
1	1	0.60		0.60	= 8 В r = 2.4 Ом = 10 Ом
2	2	1.11		0.56
3	3	1.56		0.52
4	4	1.95		0.49
5	5	2.30		0.46
6	6	2.61		0.43
7	7	2.89		0.41
8	8	3.14		0.39
9	9	3.36		0.37
10	10	3.57		0.36
( )_эксп= 12.5 Ом			ε( )_эксп= 0.008
()_эксп =7.95 В			ε()_эксп = 0.006

+ r = 10 + 2.4 = 12.4 Ом

(

)_эксп= -

∆V = 3.4 – 0.9 = 2.5 B

∆I = 0.37 – 0.57 = - 0.2 A

(

)_эксп= -

= 12.5 Ом

ε(

)_эксп =

= 0.008

()_эксп = + ∙(

)_эксп

=1.2 В

= 0.54 А

()_эксп = 1.2 + 0.54 ∙ 12.5 = 7.95 В

ε()_эксп =

= 0.006

Таблица 3.2

Номер измерения	R, Ом	V, В	I, А		Примечание
1	1	-4.49	1.01		= 8 В = -5.5 B r = 2.4 Ом = 10 Ом
2	2	-3.62	0.94
3	3	-2.87	0.88
4	4	-2.21	0.82
5	5	-1.62	0.78
6	6	-1.10	0.73
7	7	-0.63	0.70
8	8	-0.21	0.66
9	9	0.18	0.63
10	10	0.53	0.6
( )_эксп= 12 Ом				ε( )_эксп= 0.03
()_эксп = 7.6 В				ε()_эксп = 0.05