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

81133. Буква Єє на позначення звукосполучення «йе» 36.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з буквами Єє та їх звукоим значенням; формувати навички швидкого, правильного, свідомого читання; удосконалювати навички звукового аналізу слів; розвивати зв’язне мовлення учнів; виховувати в учнів бажання бачити красу рідної природи.
81134. Узагальнюючий урок за темою «Слова-назви дій предметів» 48.5 KB
  Мета: Формувати ключеву компетентність вміння вчитися. Узагальнити і систематизувати знання про дієслово, як частину мови, його граматичні ознаки. Виховувати почуття любові до рідної мови, інтерес до її вивчення. Розвивати фонематичний слух, зв’язне мовлення, пізнавальний інтерес.
81135. Україна – моя Батьківщина 74.5 KB
  Розширити знання учнів про Батьківщину, формувати громадянські якості: патріотизм, людяність, працьовитість; соціальну та загальнокультурну компетентність; національну свідомість школярів; розвивати бажання брати посильну участь у розбудові держави, наполегливо вчитися...
81136. Дикі тварини рідного краю. Інтегрований урок. (Природознавство. Читання) 46.5 KB
  Мета: Розширити й уточнити знання учнів про різноманітність диких тварин рідного краю. Розвивати пам’ять, мислення, увагу, уміння спостерігати. Виховувати любов до природи. Читання. Узагальнити й розширити знання з читання. Розвивати пам’ять, мислення. Виховувати почуття любові до книги.
81137. «Яке частування - таке й дякування». Вивчення української народної казки «Лисичка та журавель» 45.5 KB
  Вчити дітей виділяти в тексті дійових осіб давати їм елементарну характеристику спостерігати за структурою і сюжетом казки формувати навички правильного і свідомого читання мовчки та вголос. А хто друга дійова особа здогадаєтесь прочитавши назву казки. Чи дружили ці тварини?
81138. Кольорові віршики 77 KB
  Мета: повторити українські назви кольорів; учити використовувати їх у мовленні, збагачувати й активізувати словниковий запас на основі текстів за темою; розвивати мовленневі навички мислення учнів; виховувати інтерес до вивчення української мови, вміння бачити прекрасне довкола.
81139. Задачі на знаходження суми й остачі 39.5 KB
  Мета. Закріплювати навички табличного додавання і віднімання в межах 10, уміння складати й розв’язувати задачі на знаходження суми й остачі; учити вимірювати довжину сторін многокутника та будувати в зошиті чотирикутник за зразком; розвивати просторову уяву; виховувати бажання вчитись.
81140. Социальные конфликты. Управление социальным конфликтом 47.72 KB
  Сущность социального конфликта заключается в столкновении между постоянно обновляемым содержанием жизни и устаревшими отжившими формами культуры. На современном этапе развития социологической науки выделяют две основные парадигмы с точки зрения роли конфликта в обществе. Осознавая причины социального конфликта люди упрочивают социальные связи приспосабливаются друг к другу ассимилируются в группу где отдают предпочтение не конфликтам а другим видам социального взаимодействия. Причина конфликта связана с потребностями конфликтующих сторон.
81141. Динамика социального конфликта 35.58 KB
  Динамика конфликта – это процесс изменения конфликта. Этапы конфликта: предконфликтная ситуация – это время вызревания конфликта развития и обострения противоречий его вызывающих. Будущие оппоненты конфликта еще не осознают нарастание и последствия уже наметившегося конфликта.