Методика Эксперимента

Введение

Целью работы является

- знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного тока;

- экспериментальная проверка закона Ома для неоднородного участка цепи.

Описание установки и методики эксперимента

Рис. 1.1- окно эксперимента

Рис. 1.2 – Окно эксперимента с электрической цепью (один источник тока)

Рис. 1.3 – Окно эксперимента с электрической цепью (два источника тока)

1.1. На рабочем столе монитора найдите ярлык программы «Открытая физика 1.1».

Щелкните по ярлыку и запустите программу.

1.2. Выберите: «Электричество и магнетизм», «Цепи постоянного тока».

1.3. Внимательно ознакомьтесь с окном эксперимента (Рис. 1.1). В левом нижнем

углы находятся кнопки «Элементы» - соединительный проводник, -

источник тока, - резистор, - вольтметр, - амперметр, - кнопка для установки значений резисторов и источников Э.Д.С.

Внизу в средней части расположены кнопки «Счет»- для измерения силы тока и

разности потенциалов в элементах цепи, «Очистить»- для очистки окна эксперимента

(Рис.1.1).

1.4. При собранной электрической цепи в окне эксперимента (Рис. 1.2, Рис. 1.3) можно

выделить элемент цепи – источник тока или резистор. Для этого нужно нажать кнопку

, подвести курсор в виде руки к элементу и щелкнуть по нему. При этом изменяется цвет элемента и в нижней части окна появляется окно с регулятором для установки значений параметра элемента. Регулятор можно перемещать, если подвести к нему курсор мыши и перемещать, удерживая нажатой левую кнопку мыши или, щелкая по соответствующей стрелке в окне регулятора.

Методика Эксперимента.

Закон Ома для неоднородного участка 1-2 имеет вид:

I(R₁+r)= (φ₁ - φ₂)+E₁,

Направление тока I в контуре выбираем так, как показано на Рис. 1.1. Затем совершаем «обход» контура против часовой стрелки. На неоднородном участке 1-2 направление движения от точки 1 к точке 2 совпадает с направлением тока.

При этом:

1) если направление движения по участку совпадает с направлением тока на этом участке, то I(R₁+r) нужно взять со знаком «плюс» (со знаком «минус» в противном случае);

2) величина Э.Д.С. источника Е₁ имеет знак «плюс», если при движении по участку источник тока «проходится» от отрицательного полюса к положительному полюсу: “-“ → ”+”. В противоположном величину Е₁ следует взять со знаком “минус”.

Обозначим V= (φ₁ - φ₂) – показания вольтметра. Закон Ома принимает следующий вид:

I(R₁+r)= V+E₁.

Запишем:

V= I(R₁+r)- E₁

R₁₂= R₁+r

V= I R₁₂- E₁

График зависимости V = f (I) должен представлять прямую линию, причем коэффициент прямой равен сопротивлению R₁₂ участка цепи 1-2.

Координата точки пересечения продолжения прямой графика с осью ординат равна значению Э.Д. С. на этом же участке.

R₁₂= - ,

I=0, V= E₁ .