11299
Работа источника тока в замкнутой цепи
Лабораторная работа
Физика
Работа источника тока в замкнутой цепи Указания содержат краткое описание работы источника тока в замкнутой цепи и методику определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника. Методические указания предназначены для студентов инженерных специальнос
Русский
2013-04-05
226 KB
39 чел.
Работа источника тока в замкнутой цепи
Указания содержат краткое описание работы источника тока в замкнутой цепи и методику определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.
Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей всех форм обучения, в программу учебного курса которых входит выполнение лабораторных работ по физике (раздел <<Электричество и магнетизм>).
Печатается по решению методической комиссии факультета
<<Нанотехнологии и композиционные материалы>>
Рецензент доцент каф. физики, к.ф.- м. н. Г.Ф.ЛЕМЕШКО
©Издательский центр ДГТУ, 2011
Работа источника тока в замкнутой цепи
Цель работы: 1) определить внутреннее сопротивление источника тока и его ;
2) исследовать изменения полезной мощности и источника тока в зависимости от его нагрузки.
Оборудование: источник тока (выпрямитель напряжением 6 В), амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода.
Теоретическая часть
Рассмотрим схему, изображенную на рис. 1.
Источник тока характеризуется электродвижущей силой ( или ) и внутренним сопротивлением .
Физическая величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении
единичного положительного
заряда по цепи, называется
электродвижущей силой (), действующей в цепи:
. (1)
При подключении к источнику тока внешнего сопротивления ток в цепи определяется законом Ома для полной цепи:
. (2)
Каждому значению внешнего сопротивления будет соответствовать определенное значение силы тока. Например, внешним сопротивлениям реостата ибудут соответствовать силы токов и .
Используя закон Ома для полной цепи (2), запишем:
и (3)
Приравнивая правые части равенств (3), получим:
,
откуда
. (4)
Используя закон Ома для участка цепи:
, (5)
перепишем равенство (4) в виде:
,
откуда, внутреннее сопротивление
.
можно рассчитать по формуле:
или
, (7)
где и - номера измерений силы тока и напряжения.
Полная мощность, развиваемая источником тока, равна
. (8)
Мощность, расходуемая во внешней части цепи, т. е. полезная мощность, определяется формулой:
. (9)
Подставляя в выражение (9) формулу (2), получим:
. (10)
Здесь величины и - постоянные. Поэтому полезная мощность является функцией только внешнего сопротивления и при определенных условиях принимает максимальное значение. Чтобы определить эти условия, необходимо исследовать функцию (10) на экстремум:
.
Таким образом, полезная мощность источника тока становится наибольшей, когда внешнее сопротивление цепи равно внутреннему сопротивлению источника тока.
Мощность, выделяемая внутри источника тока это мощность потерь . При этом энергия электрического тока переходит во внутреннюю энергию источника (происходит нагрев). Мощность потерь определяется по формуле
. (11)
Коэффициентом полезного действия ( или ) источника тока называется отношение полезной мощности к его полной мощности :
, (12)
или
. (13)
Полезная мощность достигает максимального значения при . В этом случае из формулы (13) следует, что равен 0,5 или 50%.
Представим выражение (12) в виде:
.
Заметим, что при силе тока оказывается равным. Затем при увеличении силы тока уменьшается, обращаясь в ноль при , т. е. при коротком замыкании источника тока.
Порядок выполнения работы
,
Пример. Пусть Тогда
.
Таблица
№ |
cA |
nA |
I |
cV |
nV |
U |
R |
ε |
r |
P |
Pп |
P1 |
η |
А/дел |
A |
В/дел |
B |
Ом |
B |
Ом |
Bт |
Bт |
Bт |
||||
1 |
|||||||||||||
… |
|||||||||||||
… |
|||||||||||||
10 |
|||||||||||||
ср |
Контрольные вопросы
Рекомендуемая литература
Техника безопасности
Составители: Е. С. Богославская, В. С. Ковалева, И. Г. Попова,
Н. Н. Фролова
РАБОТА ИСТОЧНИКА ТОКА В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ
Методические указания к лабораторной работе №6 по физике
(Раздел <<Электричество и магнетизм>>)
Редактор А. А. Литвинова
В печать
Объем Офсет. Формат
Бумага тип № Заказ № Тираж Цена
_______________________________________________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
75906. | Диссидентское движение в СССР: основные направления, лидеры и результаты деятельности | 19.6 KB | |
Диссиденты (лат. dissidents - несогласный) - термин, который с середины 70-х годов применялся к лицам, открыто спорившим с официальными доктринами в тех или иных областях общественной жизни СССР и пришедшим к явному столкновению с аппаратом власти. Первые годы брежневского правления | |||
75907. | Сравнительный анализ политических программ двух-трех современных российских политических партий (целевая аудитория (электорат) партии, образ желаемого будущего России (политическая, социально-экономическая модели, место России в международных процессах) | 16.93 KB | |
Все три партии видят будущее России поразному. Окончательное формирование социалистических общественных отношений В качестве альтернативы этим шагам предусмотрена программаминимум которая предполагает национализацию природных богатств России установление власти трудящихся и т. В программе ЕР нет ясного положения относительно будущего России какой она должна быть отсутствует там и идеология партии. | |||
75908. | Аграрная политика в дореволюционной России и в СССР: крепостное право и коллективизация без выдачи паспортов, община и колхоз | 16.6 KB | |
Крепостное право и кресьянская община. В России крестьянская община зародилась вместе с Древнерусским государством и видоизменяясь просуществовала вплоть до конца 1920х. В период Киевской Руси крестьянская община стала основной производящей единицей. | |||
75909. | В чем причины кризиса советской экономики в 1980-е гг.? Системный кризис, падение цен на нефть, нерентабельность производства, экстенсивный характер развития? Причины субъективные и объективные | 15.55 KB | |
Системный кризис падение цен на нефть нерентабельность производства экстенсивный характер развития Причины субъективные и объективные. Проблемы экономического развития были вызваны рядом причин: Системный кризис. В условиях догоняющего развития без демократических свобод при отсутствии гражданского общества в СССР произошла подмена цели средствами главной жертвой которой стала свобода как необходимое хотя и не единственное условие развития человека его инициативы и предприимчивости. Советская модель хозяйствования лишенная... | |||
75910. | Как характеризуют существовавшие в конце 80-х - начале 90-х программы реформ Г.Явлинский и А.Чубайс? Каковы отличия в подходах и восприятии | 18.19 KB | |
Российская приватизация по масштабам и объему стоящих перед ней задач принципиально отличалась от приватизации осуществленной в 1980е годы в странах Запада.Чубайс прохладно относился к приватизации однако понимал важность ее осущетсвления в рамках проведения рыночных реформ. списка литры: мы вели очень жесткую теоретическую дискуссию с Виталием Найшулем как автором концепции ваучерной приватизации приводили ему длинный список катастрофических тяжелейших последствий которые она неизбежно повлечет за собой. мне лично тема приватизации... | |||
75911. | Особенности шоковой терапии и приватизации в России | 18.04 KB | |
Особенности процесса приватизации происходившего в России: массовый характер приватизации вызванный высокой долей государственной собственности в стране а также стремлением ускорить процесс преобразования экономической структуры общества; значительный удельный вес неэквивалентных форм безвозмездная передача оплата не в полной мере и др. вызванный отсутствием денежных средств в частных руках; проведение особого ваучерного этапа приватизации. Целью приватизации провозглашалось создание эффективного собственника однако бесплатная... | |||
75912. | Российские экономические реформы 1990-х гг. в оценках западных исследователей: направления критики | 19.84 KB | |
В оценках западных исследователей: направления критики Негативная оценка результатов российских реформ общее в выступлениях экономистов Оправдывать или объяснять логику развития событий в России становится неприличным и социально опасным Российские реформы далеки от того чтобы считать их феноменально успешными Главные аргументы критиков Игнорирование китайского опыта... | |||
75913. | Понятие «модернизация». Что подразумевают под «европейской модернизацией» России? Какие исторические формы этот процесс приобретал? Можно ли считать сталинскую индустриализацию модернизацией | 16.6 KB | |
Что подразумевают под европейской модернизацией России Какие исторические формы этот процесс приобретал Можно ли считать сталинскую индустриализацию модернизацией Модернизация современный термин используемый для характеристики давно уже идущего в мире процесса процесса социальных изменений посредством которых менее развитые общества приобретают характеристики отличающие большинство развитых обществ. Несмотря на то что исторически многие страны в своем развитии шли бок о бок термин модернизация долгое время не использовался.... | |||
75914. | Помешало ли строительство империи в России (XVIII-XIX вв.) созданию российской (русской) нации? Точки зрения Хоскинга и Миллера. Понятие нации и русского национализма в России до 1917 года | 20 KB | |
Усилия уходившие на сбор налогов и создание армии для нужд империи требовали подчинения практически всего населения особенно русских интересам государства и таким образом затрудняли создание общественных ассоциаций представляющих основу для национального самосознания в гражданском смысле. В России условия для национального самосознания были созданы в XVI веке изобретением традиции это дало толчок и послужило оправданием первых шагов по строительству империи но в середине XVII века само имперское государство внезапно отказалось от... | |||