Лабораторна робота "Перевірка законів послідовного і паралельного з'єднання провідників"

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: Перевірка законів послідовного та паралельного з'єднання провідників

Мета: закріпити вміння складати електричне коло, вимірювати  силу  струму і  напругу,  визначати  опір ділянки кола; навчитися досліджувати закономірності послідовного і паралельного з'єднання провідників.

Обладнання: джерело струму; два резисто­ри; амперметр; вольтметр; ключ; з'єдну­вальні провідники.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

1.               Послідовне з’єднання провідників. У разі послідовного з’єднання електричне коло не має розгалужень. Усі провідники вмикають в коло по черзі один за одним.

Сила струму в усіх провідниках однакова, оскільки електричний заряд у них не нагромаджується й через будь-який поперечний переріз провідника за певний ас проходить один і той же заряд, тобто .

Напруга на кінцях даної ділянки кола складається з суми напруг у кожному провіднику: .

Застосовуючи закон Ома для ділянки кола, можна довести, що

.

2.               Паралельне з’єднання провідників. У разі паралельного з’єднання електричне коло має розгалуження. Оскільки в точці розгалуження заряд не накопичується, то заряд, який надходить за одиницю часу до вузла, дорівнює заряду, що йде з вузла за той же час. Отже, .

Напруга на кінцях провідника, з’єднаних паралельно, одна й та сама:

Застосовуючи закон Ома для ділянки кола, можна довести, що .

ХІД РОБОТИ

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки.

Перевірка послідовного з’єднання провідників

Опис схеми

Схему для визначення опору послідовно увімкнених провідників показано на рисунку 1.

 На цьому рисунку опори R₁ і R₂, ключ К, джерело струму ε і амперметр А сполучені послідовно.

До клем вольтметра приєднано два проводи, другі кінці яких підключаються до кінців опору, на якому хочуть виміряти напругу, наприклад, на опорі R₁.

1. Складіть електричне коло за схемою, наведеною на рисунку 1. Після дозволу вчителя замкніть ключ К. За допомогою регулятора струму на джерелі добийтеся певного значення сили струму, але щоб він не перевищував 1,5 А. Запишіть значення сили струму I в колі.

2. Торкаючись вільними кінцями провідників від вольтметра до опорів, виміряйте на них напругу і .
3. Виміряйте загальну напругу U на двох опорах.
4. Перевірте справедливість формули U_посл=U₁+U₂
5. Для обчислення опорів скористайтесь формулою закону Ома для ділянки кола .
6. Перевірте справедливість формули R_посл = R₁ + R₂;
7. Результати вимірювань і обчислень занесіть до таблиці 1.

Таблиця 1

Перевірка паралельного з’єднання провідників

Опис схеми

Схему для визначення опору паралельно сполучених провідників показано на рисунку 2.

На цьому рисунку сполучені між собою послідовно: джерело струму ε, амперметр А, група з двох опорів (R₁ та R₂) та вольтметра V, сполучені між собою паралельно.

1. Складіть схему, подану на рисунку. Після дозволу вчителя замкніть ключ К. За допомогою регулятора струму на джерелі добийтеся певного значення сили струму, але щоб він не перевищував 1,5 А.
2. Виміряйте напругу U на резисторах і силу струму I в усій ділянці кола.
3. Виміряйте силу струму в окремих резисторах (І₁ і І₂), вмикаючи амперметр у відповідні ділянки кола.
4. Перевірте справедливість формули І_парал=І₁ + І₂
5. Скориставшись формулою закону Ома , обчисліть опори .
6. Розрахуйте загальний опір ділянки кола за допомогою .
7. Результати вимірювань і обчислень занесіть до таблиці 2.

Таблиця 2

Оцінка похибки експерименту

1. Оцініть відносну похибку експериментальних вимірювань:

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізувавши результати, зробіть висновок, у якому зазначте:

1) які досліди ви проводили;

2) які співвідношення були підтверджені;

3) які чинники вплинули на точність результатів експерименту.

Контрольні запитання

1. Як з'єднуються споживачі електроенергії в квартирах? Чому?
2. Квартиру освітлює люстра з шести ламп. Чи зміниться напруга на клемах ламп, якщо половину з них вимкнути?
3. Два резистори опорами R і 3R з'єднані паралельно. Яке співвідношення струмів на цих опорах?
4. У якому випадку вольтметр покаже більшу напругу: при з’єднанні до лампи, чи до амперметра?