Інструкція для учнів щодо використання Phet симуляції для проведення лабораторної роботи № 5 "Дослідження електричного кола з паралельним з’єднанням провідників"

Лабораторна робота № 5

Тема: Дослідження електричного кола з паралельним з’єднанням провідників

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати електричні кола, експериментальна перевірка закономірностей паралельного з’єднання провідників.

Необхідне обладнання: комп’ютер, ноутбук, планшет або мобільний телефон, підключення до інтернету (у випадку першого разу виконання лабораторної роботи за допомогою інтернет-симуляції)

Прилади і матеріали: джерело струму, 2 резистор, амперметр, вольтметр, лампа розжарення, ключ, з’єднувальні провідники, додатковий резистор 3, який виконує роль реостата (не обов’язково).

Хід роботи:

1. Відкрийте віртуальну лабораторію з електрики за посиланням  https://phet.colorado.edu/uk/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

Завантажте програму, натиснувши кнопку «Завантажити» (У випадку завантаження в подальшому доступ до інтернету не потрібен) .

2. Складіть віртуальне електричне коло  з джерела струму, ключа, амперметра, резистор 1 (R₁) і резистор 2 (R₂) (елементи кола, які досліджуємо), з’єднавши їх паралельно між собою,  резистор 3 (R₃) (буде виконувати роль реостата), лампу розжарення.
3.   Накресліть схему зібраного кола і покажіть на ній, куди будуть підключатися вольтметр і амперметр при вимірюванні напруги і сили струму на кожному резисторі й на двох резисторах разом.

4. Змініть стандартні налаштування приладів. Для цього наведіть курсив на обраний прилад, натисніть лівою кнопкою миші і змініть налаштування за допомогою умовного повзунка. Встановіть різні опори кожного з резисторів R₁ і R_2. (Дивись інструкцію до л.р.№ 3)
5. Замикніть коло, натиснувши  на ключ у складеній схемі.
6. За допомогою резистора R₃, який грає роль реостата, змініть значення сили струму до цілого значення (для зручності підрахунків, не є обов’язковою умовою, виконується на початку роботи до основних вимірів і в подальшому не використовується). Для цього наведіть курсив на резистор R₃ та за допомогою повзунка, що з’явився знизу, змініть його опір, що в свою чергу призводить до зміни сили струму в колі.
7. Зніміть показники сили струму в колі. Виміри сили струму проведіть у кожній з розгалужених ділянок і в нерозгалуженій частині електричного кола.
8. Увімкнувши в коло вольтметр, виміряти напругу на всій ділянці кола, що складається з двох резисторів (R₁ і R₂)
9. Виміряйте напругу окремо на кожному з резисторів R₁ і R₂.
10. За результатами вимірювань обчисліть опір ділянки з паралельним з’єднанням резисторів R та кожного з резисторів R₁ i R₂.
    1.    ;     ;  
11. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці:

12. Порівняйте напругу U_1, U_2, U₃ на кожному з резисторів та на ділянці з двох резисторів разом, які з’єднані паралельно між собою .
13. Перевірте, чи підтверджується дослідом формула:
    1. 
14. Порівняйте силу струму, яка проходить у нерозгалуженій частині кола I із сумою сил струму, що проходять через кожний з резисторів     
15. Визначте похибки й  порівняйте отримані результати з урахуванням похибок.
    1. Обчисліть відношення       і  , відносні похибки () і абсолютні похибки ( ) вимірювань цих величин за формулами:
16. ,
17.                    ,     , 
    1. (Ціна найменшої поділки  шкали амперметра й вольтметра є абсолютною похибкою вимірювань сили струму та напруги )
18. Зробіть висновки щодо справедливості закономірностей паралельного з’єднання провідників.

Контрольні питання:

1. Яке з’єднання провідників називається паралельним?
2. Які закономірності відповідають паралельному з’єднанню провідників?
3. Чи обов’язково в цій лабораторній роботі використовувати лампу розжарення? Яка її роль?