Порядок выполнения работы. 2. Установить на магазине сопротивлений R сопротивление порядка 13-60 кОм, замкнуть ключ К1 и записать показания гальванометра.

1. Собрать схему по рис. 2.

2. Установить на магазине сопротивлений R сопротивление порядка 13-60 кОм, замкнуть ключ К₁ и записать показания гальванометра.

3. Установить сопротивление шунта по заданию преподавателя и замкнуть ключ К₂.

4. С помощью магазина сопротивлений добиться, чтобы стрелка гальванометра показала первоначальное значение. Записать новое показание магазина сопротивлений R₁.

5. По результатам работы заполнить таблицу:

№	R	Rш	R1	Rr

6. Рассчитать внутреннее сопротивление гальванометра по формуле:

R _Г = R_ш (R- R₁) / R₁

7. Найти относительную ошибку измерений и истинное значение R_г

Задачи

1. Миллиамперметр, имеющий сопротивление 0,2 Ом, рассчитан на измерение силы тока до 100 мА. Каково должно быть сопротивление шунта, чтобы прибором можно было измерить силу тока до 5 А?

2. Цепь, имеющая сопротивление 100 Ом, питается от источника постоянного тока. Для измерения силы тока в цепь включили амперметр с внутренним сопротивлением R_А = 10 Ом. Какова была сила тока в цепи до включения амперметра, если амперметр показал 5 А?

3. На рисунке даны графики зависимостей: а) сопротивления проводника от напряжения на его концах; б) силы тока от напряжения; в) сопротивления от силы тока.

Объясните, что выражает каждый график.

4. Каким сопротивлением нужно зашунтировать гальванометр сопротивлением 10³Ом, чтобы уменьшить его чувствительность в 50 раз?

5. Миллиамперметр, имеющий сопротивление 0,2 Ом, рассчитан на измерение силы тока до 0,1 А. Каково должно быть сопротивление шунта, чтобы прибором можно было измерять силу тока до 5А?

Контрольные вопросы

1. Цель работы.

2. Метод шунтирования.

3. Вывод рабочей формулы.

4. Законы Кирхгофа и правила пользования этими законами.

5. Сколько контуров можно выделить на рис. 2 при замкнутом ключе К₂?

6. Примените второй закон Кирхгофа к каждому из замкнутых контуров схемы рис.2.

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики. М.: Наука. Т.2, 1982. § 34.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 2002, § 98.

3. Бондарев Б. В., Калашников Н. П., Спирин Г. Г. Курс общей физики. М.: Высшая школа. 2003, кн. 2. § 4.2

Лабораторная работа № 2.5

Определение термического эквивалента электрической энергии

Цель работы: опытным путем определить термический эквивалент

электрической энергии.

Приборы и принадлежности: калориметр, нагреватель, термометр,

ваттметр, реостат.

Краткая теория

Если по неподвижному проводнику пропустить электрический ток I, то за время dt по проводнику пройдет заряд dq = Idt, а работа по перемещению заряда равна произведению заряда на напряжение U на этом участке цепи. dA= IUdt. При постоянном токе работа за время t секунд равна

A=IUt. (1)

Мощность тока

, (2)

т.е. мощность тока, представляющая собой работу за единицу времени, равна произведению силы тока на напряжение.

В СИ работа измеряется в джоулях (Дж), мощность в ваттах (Вт).

Так как рассматриваемый проводник неподвижен, то единственным результатом работы по перемещению зарядов будет выделение тепла Q в проводнике.

, (3)

т.е. количество теплоты, выделяемое в проводнике, пропорционально силе тока, напряжению и времени протекания тока. Это закон Джоуля – Ленца в интегральной форме. Если известно сопротивление проводника R, то по закону Ома U=IR, и формулу (3) можно переписать в виде:

A=Q=I²Rt. (4)

В некоторых случаях электрический ток неравномерно распределен по сечению проводника (неоднородный проводник или проводящие среды). В этих случаях удобнее пользоваться законом Джоуля – Ленца в дифференциальной форме:

; ; ;

;

. (5)

Удельная тепловая мощность электрического тока равна произведению удельной электропроводности на квадрат напряженности электрического поля.

Если количество теплоты Q выразить в калориях, а работу электрического тока в Джоулях, то закон Джоуля-Ленца примет вид:

Q = k (IUt)=kA, (6)

где k - коэффициент пропорциональности, называемый термическим эквивалентом электрической энергии. Он равен количеству теплоты, выделившемуся при прохождении тока, энергия которого равна одному джоулю.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: