42502

Определение ЭДС источника с помощью известного сопротивления

Лабораторная работа

Физика

Оборудование: аккумуляторная батарея ЭДС которой определяется миллиамперметр магазин сопротивлений ключ. Это достигается с помощью ЭДС источника. При разомкнутой цепи разность потенциалов между полюсами источника равна ЭДС.

Русский

2013-10-30

60 KB

1 чел.

Лабораторная работа № 9

определение ЭДС источника с помощью

известного сопротивления

Цель работы: углубление знаний о законе Ома для замкнутой цепи, овладение одним из методов измерения ЭДС.

Оборудование: аккумуляторная батарея, ЭДС которой определяется, миллиамперметр, магазин сопротивлений, ключ.

9.1. Краткие теоретические сведения и обоснование метода

Для получения неизменного электрического тока в проводнике на его концах следует непрерывно поддерживать разность потенциалов. Это достигается с помощью ЭДС источника.

Рассмотрим наиболее распространённый источник – сухой гальванический элемент Лекланше. Он состоит из двух неодинаковых электродов (цинка и угля − проводников I рода), погружённых в электролит (пастообразную смесь крахмала и нашатыря − проводника II рода). Электрическая энергия в гальваническом элементе получается за счёт энергии химических реакций. Схематически это можно представить так. При погружении металла в электролит полярные молекулы растворителя облегчают переход положительных ионов металла с электрода в электролит. При этом металлический электрод (цинк) заряжается отрицательно, а электролит − положительно.

Потенциал, который приобретает металл относительно электролита, называется электрохимическим. Скачок этого потенциала существует в тонком пограничном слое между электродом и электролитом. Чтобы измерить или использовать этот электрохимический потенциал, в электролит (для образования замкнутой цепи) погружают второй электрод (например, уголь). На втором электроде тоже возникает какой-то скачок потенциала. Алгебраическая сумма этих скачков электрохимических потенциалов 1 и 2 (рис. 9.1) и представляет собой электродвижущую силу (в данном случае сухого гальванического элемента).

При разомкнутой цепи разность потенциалов между полюсами источника равна ЭДС. Однако попытки измерить эту разность, а, следовательно, и ЭДС с помощью обычных вольтметров (электромагнитной или магнитоэлектрической систем) наталкиваются на трудности. Вольтметры названных систем «потребляют ток». Это меняет распределение потенциала в цепи, как это изображено на рис. 9.2. Видно, что в этом случае напряжение между полюсами источника (а именно его и показывает обычный вольтметр) уже не равно 1 + 2, а меньше на величину напряжения (Ir) внутри источника. Поэтому для измерения ЭДС разработаны ряд методов, одним из которых является метод известных сопротивлений внешней цепи (нагрузки).

Определение ЭДС с помощью известного сопротивления сводится к измерению силы тока в цепи испытуемого источника.

Пусть дана цепь, показанная на рис. 9.3, где x − ЭДС источника тока с внутренним сопротивлением r; − миллиамперметр с сопротивлением R0; R − известное сопротивление (магазин сопротивлений).

Установим известное сопротивление равным R1. Для этой цепи мы можем записать закон Ома:

                                   (9.1)

Изменив R1 на R2, получим второе уравнение

                                   (9.2)

Решив систему двух уравнений относительно , получим

                                   (9.3)

Если R0 задано, то, пользуясь (9.1) и (9.2), можно определить внутреннее сопротивление r элемента.

9.2. Порядок выполнения работы

  1.  Собрать цепь по схеме рис. 9.3.
  2.  Установить ручки магазина сопротивлений так, чтобы сопротивление равнялось 10 … 20 Ом. Замкнуть цепь и записать силу тока по миллиамперметру.
  3.  Изменить сопротивление 6 − 8 раз. Комбинируя сопротивления с соответствующими токами, по (9.3) вычислить ЭДС элемента.
  4.  Из (9.2) и (9.1) определить внутреннее сопротивление элемента, пользуясь полученными измерениями.
  5.  Рассчитать погрешности измерений.

Контрольные вопросы и задания

  1.  Устройство гальванических элементов и аккумуляторов.
  2.  Какие химические и физические процессы в них происходят?
  3.  Что понимают под ЭДС?
  4.  Для чего используются деполяризаторы, и что они собой представляют?

[2, § 67 − 69; 3, § 54, 55, 57, 58; 13, § 28, 51]

53


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4721. Використання регулярних виразів для обробки текстів 331.5 KB
  Мета робота Використання регулярних виразів для обробки текстів. Короткі теоретичні відомості Виконанні цієї лабораторної роботи необхідно розпочати з регулярних виразів...
4722. Тяговый расчет автомобиля 5.14 MB
  Целью данной курсовой работы является поверочный тяговый расчет автомобиля и конструкторский расчет механизма сцепления. Расчет производятся для автомобиля с заданными параметрами (в качестве учебного задания) или существующего автомобиля...
4723. Інформаційні системи та технології в фінансах 368 KB
  Вступ Мета викладання дисципліни Інформаційні системи та технології в фінансах: надання необхідних теоретичних основ організації та функціонування інформаційних систем обліку та менеджменту в різних галузях господарства та комерційних структурах у...
4724. Физические основы электроники: активные электронные компоненты и компоненты оптоэлектроники 1.75 MB
  В учебном пособии рассматриваются общие вопросы, связанные с физическим принципом действия активных компонентов электронной техники, а именно: биполярные и полевые транзисторы, а также элементы оптоэлектронной техники. Введение За последние сорок ле...
4725. Виды конфликтов в организации 110 KB
  У каждого человека в жизни есть свои цели, связанные с различными областями приложения. Каждый стремится достичь чего-то своего или по-своему. Но часто люди, связанные узами совместной деловой активности сталкиваются...
4726. Анализ организации устройства планирования и оборудования торгового предприятия на примере конкретного магазина - № 19 Борисовского ГПТ 480.5 KB
  Торговля Республики Беларусь, как одна из важных отраслей народного хозяйства на пути рыночных преобразований в настоящее время столкнулась с рядом проблем, которые привели эту отрасль в состояние глубокого кризиса. Кризис экономики в РБ за...
4727. Расчет электрического освещения 2.21 MB
  В цехе используется технологическое оборудование, которое и является основным потребителем электроэнергии, но в цехе есть и цепь освещения, которая потребляет сравнительно малое количество электроэнергии. На территории медногорского, термического отделений и в сварочном посту...
4728. Кривая производственных возможностей. Схема экономического кругооборота 68.5 KB
  Кривая производственных возможностей: содержание и графическое изображение. Нарисовать схему экономического кругооборота в рыночной экономике. Раскрыть содержание внутреннего и внешнего круга кругооборота. Экономическая теория изучает деятельнос...
4729. Социальная структура и социальная стратификация общества 135 KB
  Социальная структура и социальная стратификация общества. Понятие социальной структуры и социальной стратификации общества. Причины социальной стратификации. Методологические подходы к анализу социальной стратификации (марксистское учени...