Порядок выполнения работы. I. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой, представленной на рис
I. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой, представленной на рис. 2. Обозначения на рис. 2: SА, SА1, SА2, SА3 - выключатели, PA, PA1, PA2, PA3 - амперметры, PV - вольтметр, HL1, HL2, HL3 - лампы накаливания, являющиеся активными нагрузками.
Рис. 2
После проверки электрической цепи преподавателем
и разрешения с его стороны
1. Подать питание ключом SA. Замкнуть ключ SA1 (работает только одна лампа HL1) и снять показания приборов PA, PV и PA1. Результаты измерений занести в таблицу 1.
2. Замкнуть ключ SA2 (работают две лампы HL1 и HL2), снять показания измерительных приборов PА, PV, PA1 и PA2. Результаты измерений занести в таблицу 1.
3. Замкнуть ключ SA3 (работают все три лампы) и снять показания всех измерительных приборов PА, PV, PA1, PA2, PA3. Результаты измерений занести в таблицу 1.
4. С помощью формулы (6) определить сопротивления R1, R2 и R3 каждой из ламп НL1, НL2, НL3. При этом иметь в виду, что напряжение на всех лампах остается постоянным, а сила тока через каждую лампу определяется соответствующим амперметром. С помощью формулы (6) по показаниям вольтметра PV и амперметра PA определить общее сопротивление цепи R и сравнить его с величиной сопротивления, вычисленного по формуле (9) с использованием значений R1, R2 и R3. По показаниям амперметров РА1, РА2, РА3 и РА проверить первый закон Кирхгофа, используя формулу (3).
Таблица 1
| № | Исследуемая цепь | Показания приборов | Расчетные данные | Проверка закона Ома | Проверка 1-го з-на Кирхгофа | |||||||
| U, B | I, А | I1, A | I2, A | I3, A | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R по (6), Ом | R по (9), Ом | I=I1+I2+ I3 | ||
| HL1 | ||||||||||||
| HL1, HL2 | ||||||||||||
| HL1,HL2,HL3 |
5. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой, представленной на рис. 3.
Рис. 3
После проверки электрической цепи преподавателем
и разрешения с его стороны
6. Подать питание ключом SA. Замкнуть ключи SA1 и SA2 и снять показания измерительных приборов PA, PV, PV1 и PV2. Результаты наблюдений занести в таблицу 2. При этом иметь в виду, что вольтметром PV2 измеряетсянапряжение на лампе НL2, сопротивление которой можно найти из формулы (6).
7. Замкнуть ключи SA1 и SA3 и снять показания измерительных приборов PA, PV, PV1 и PV2. Результаты занести в таблицу 2. При этом иметь в виду, что вольтметром PV2 измеряетсянапряжение на лампе НL3, сопротивление которой можно найти из формулы (6).
8. Замкнуть ключи SA1, SA2 и SA3 и снять показания измерительных приборов PA, PV, PV1 и PV2, занести их в таблицу 2. В этом случае показание вольтметра PV2 отражает общее сопротивление R23 параллельно соединенных ламп НL2 и НL3 .
9. С помощью формулы (6) определить сопротивление R1, R2, R3ламп HL1, HL2 и HL3, а также общее сопротивление R цепи. Значение R проверить по формулам (9) и (8).
9. Проверить второй закон Кирхгофа, используя формулу (5).
Таблица 2
| № | Исследуемая цепь | Показания приборов | Расчетные данные | |||||||||
| I, A | U, B | U1 B | U2 B | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R23,Ом | R по (6), Ом | R по (9) и (8), Ом | Проверка 2-ого закона Кирхгофа U= U1 + U2 | ||
| HL1, HL2 | ||||||||||||
| HL1, HL3 | ||||||||||||
| HL1, HL2, HL3 |
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте законы Ома для участка цепи и полной цепи.
2. Как определить общее сопротивление цепи при последовательном, параллель-
ном и смешанном соединении сопротивлений?
3. Сформулируйте законы Кирхгофа.
4. Для заданной преподавателем разветвленной электрической цепи напишите законы Кирхгофа, объясните свои действия по составлению уравнений.
5. Как изменяются показания измерительных приборов на схеме рис. 3, если до-
полнить схему 4-й лампой, включенной: параллельно HL1; последовательно HL3?
6. Как изменятся показания измерительных приборов на схеме рис. 4, если до-
полнить схему четвертой лампой, включенной: а) последовательно лампе HL1;
б) параллельно HL3?
Рекомендуемая литература
1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1994. § 98, 100, 101.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. М: Наука, 1978. Т. 2. § 34, 35, 36.
3. Грабовский Р.И. Курс физики. С-Пб.: Лань, 2002. Часть П, § 12, 13.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3-04