☰ Содержание · Физика

Амперметр, вольтметр и измерение параметров источника

Уроки 39–40 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
40

Лабораторная работа: определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Учебник: с. 147–148
ЦельЗнать порядок определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра и расчёта результатов.
Новые слова
ЭДС · EYuKвнутреннее сопротивление · ichki qarshilikключ · uzib-ulagichвнешнее сопротивление · tashqi qarshilik
Объяснение

Цель — измерить ℰ и r источника. Оборудование: источник низкого напряжения (батарея или школьный источник питания, не более 6 В), амперметр, вольтметр, ключ, реостат или резисторы 10 Ом и 20 Ом, провода. Порядок: 1) соберите цепь (вольтметр параллельно выводам, амперметр последовательно с внешним сопротивлением) и покажите её учителю; 2) при разомкнутом ключе показание вольтметра U₀ ≈ ℰ (сопротивление вольтметра намного больше внутреннего сопротивления); 3) замкните ключ, считайте показания амперметра I и вольтметра U и сразу разомкните ключ (чтобы источник не разряжался); 4) из закона Ома ℰ = U + Ir, поэтому r = (ℰ – U)/I; 5) повторите с другим сопротивлением и усредните результаты. Источники погрешности: точность приборов, сопротивление контактов, нагрев источника. Никогда не замыкайте источник накоротко.

Примеры
Ключ разомкнут: U₀ = 6 В (ℰ = 6 В). С резистором 10 Ом: I = 0,5 А, U = 5 В: r = (6 – 5)/0,5 = 2 Ом.
С резистором 28 Ом: I = 0,2 А, U = 5,6 В: r = (6 – 5,6)/0,2 = 2 Ом — одинаково в обоих измерениях, поэтому результат надёжен. Ток короткого замыкания был бы ℰ/r = 3 А (в опыте его никогда не получают!).
Работа в классе

Только под наблюдением учителя: соберите цепь, замыкайте ключ только на время считывания показаний, запишите U₀, U, I, ℰ, r в таблицу. Никогда не подключайте сеть (220 В) самостоятельно.

Упражнения
1
Почему вольтметр показывает ЭДС при разомкнутом ключе?
2
ℰ = 4 В, U = 3,5 В, I = 0,25 А. Чему равно r (Ом)? (r = (ℰ – U)/I)
3
ℰ = 9 В, r = 3 Ом. Чему равен ток короткого замыкания (А)?
4
Почему после каждого считывания показаний ключ нужно размыкать?