Порядок выполнения работы. Задание 1. Измерение мощностей и КПД источника.

Задание 1. Измерение мощностей и КПД источника.

Схема установки для исследования цепи постоянного тока представлена на рис. 2. Потенциометром R изменяется ЭДС и внутреннее сопротивление источника G. Для измерения ЭДС источника при бесконечно большом сопротивлении нагрузки размыкается перемычка П (гнезда 3, 4). Источник подключается положительным штырем в гнездо 2, отрицательным – в гнездо 1. Переключатель поставить в положение «I». Ток и напряжение на резисторе измеряются миллиамперметром PA и вольтметром PV. Показания стрелочных приборов умножаются на 10.

1.1 . Собрать измерительную цепь (рис. 2).

1.2 . Измерить ЭДС источника Е < 10 В, например, Е = 7 В (устанавливается ручкой R). Режим разомкнутой цепи осуществляется размыканием перемычки П.

1.3 . Подключить к источнику G нагрузку и, изменяя ток (меняя сопротивление нагрузки) от наименьшего до наибольшего значения записывать показания миллиамперметра I и вольтметра .

1.4 . Повторить наблюдения для второго положения ручки R (Е = 5 В).

1.5 . Вычислить для каждого значения тока I и напряжения значения ; , используя для этого формулы, приведенные в теоретическом введении к данной работе.

1.6 . Данные измерений и вычислений занести в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты измерений

Е1, В	, В
I, mA
, Вт	, мВт
P, мВт
r, Ом
R /r
Е2, В	, В
I, mA
, Вт	, мВт
P, мВт
R
R/r

1.7. Построить на одном рисунке для каждого значения Е зависимости от отношения R /r.

1.8. Для каждого значения Е с помощью формулы (2) определить и внутренние сопротивления r источников.

Задание 2. Измерение сопротивлений и поверка выполнимости закона Ома.

Для измерения сопротивления резисторов и проверки выполнимости закона Ома используется схема рис. 3. Исследуемый резистор подключается к гнездам 8 и 9, источник питания – к 6 и 7 (6 – положительный). Исходное положение переменных резисторов R и – среднее. Положение переключателя “V”. Не допускать зашкаливания стрелки индикатора PA (регулировать R и ). Потенциометр позволяет изменять сопротивление в плечах моста от 0 до 22 кОм. Это соответствует показаниям шкалы от 0 до 70. Так как в расчетной формуле (13) используется отношение сопротивлений , то его можно заменить отношением показаний шкалы где d – отсчет по шкале .

2.1. Собрать измерительную цепь (рис. 3). Ручку потенциометра R поставить в среднее положение.

2.2. Подключить к гнездам 8 и 9 одно из неизвестных сопротивлений. Добиться нулевого показания индикатора вращением ручки потенциометра .

2.3. Записать показания шкалы d потенциометра . Вычислить значение

.

2.4. Медленно понижая, а затем, повышая при помощи потенциометра R напряжение питания, убедиться в сохранении равновесия моста (отсутствия тока в индикаторе).

2.5. Повторить наблюдения п.п. 2.2, 2.3, 2.4 для других сопротивлений.

2.6. Подключить к гнездам 8 и 9 полупроводниковый диод, сбалансировать

мост. Выполнить пункт 2.4, убедиться в том, что для полупроводниковых

приборов закон Ома не выполняется. Равновесие моста при изменении

напряжения питания не сохраняется, т.е. .

2.7. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 2.

Таблица 2

d, дел
, кОм
, кОм
, кОм
, %

Контрольные вопросы

1. Что называется коэффициентом полезного действия источника?

2. Как полезная мощность зависит от сопротивления нагрузки? Вывести условие, при котором достигается максимальное значение полезной мощности. Чему равно это значение?

3. Чему равен ток короткого замыкания?

4. Как полная мощность зависит от сопротивления нагрузки? Чему равна полная мощность в режиме короткого замыкания и в режиме согласования?

5. Что такое сила тока, плотность тока? Запишите закон Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи.

6. Объясните механизм электропроводности металлов. Какова природа сопротивления в металлах? Что такое удельное сопротивление, от чего оно зависит? Запишите формулу для сопротивления однородного цилиндрического проводника.

7. Сформулируйте правила Кирхгофа. Поясните, как ими пользоваться.

8. Приведите схему моста Уитстона. Получите условие равновесия мостовой схемы. Объясните, как используется мостовая схема для измерения сопротивлений.

9. Что такое электрофорез и гальванизация? Как эти методы используются в медицинской практике?

Литература:

1. Савельев И.В. Курс общей физики, 3-е изд. – М: Наука, 1988, Т. 2, параграфы 31 – 38.

2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика.– М: Высшая школа, 1987, главы 15.1 – 15.5.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ