Экспериментальное исследование Закон Ома

Закон Ома выражает математически соотношение между напряжениемU, током I и сопротивлением R на участке цепи с сопротивлением.

I = U / R, U = I×R, R = U / I,

где: I - ток, А;

U - напряжение, В;

R - сопротивление, Ом.

В замкнутой цепи с постоянным сопротивлением ток изменяется пропорционально напряжению.

Если при постоянном напряжении изменяется сопротивление, то ток изменяется обратно пропорционально сопротивлению.

Задание 1

Снимите экспериментально и постройте графики зависимостей I = f(U) при R=Const и I=f(R) при U = Const.

Порядок выполнения эксперимента

· Чтобы построить кривые I = f(U), соберите цепь по схеме (рис. 1.1) и измерьте токи, имеющие место при напряжениях и сопротивлениях, которые указаны в табл. 1.1. В качестве измерительных приборов используйте мультиметры или виртуальные приборы с коннектором.

Рис. 1.1

Таблица 1.1

U, В
I, мА при R=100 Ом
I, мА при R=150 Ом
I, мА при R=330 Ом

· Занесите результаты измерения токов в табл. 1.1.

· Перенесите данные табл. 1.1 на график (рис. 1.2) и зависимости U=f(I) при трёх значениях сопротивления.

· Для построения кривыхI = f(R) измерьте токи, имеющие место при напряжениях соответственно 4 В, 8 В и 12 В, в зависимости от сопротивлений, указанных в табл.1.2

Таблица 1.2

R, Ом
I, мА при U=12 В
I, мА при U=8 В
I, мА при U=4 В

· Занесите данные измерения токов в табл. 1.2 и перенесите их на график (рис. 1.3) для построения семейства зависимостей I = f(R).

Рис. 1.2 График зафисимость I=f(U)

Рис. 1.3 График зафисимость I=f(R)

Вывод

____________________________________

Контрольные вопросы:

1. Что называют электрической цепью?

2. Какой источник электрической энергии называют идеальным?

3. Перечислите основные части простой электрической цепи?

4. Дайте определение постоянному электрическому току?

5. Какие энергетические процессы протекают в электротехнических устройствах?

6. Дайте определение понятию – линейные электрические элементы цепи.

7.Какие элементы электрической цепи называются пассивными?

Цепи с резисторами

Другими характеристическими показателями резисторов являются мощность, температурная и частотная зависимости.

Мощность (потери мощности) резистора, измеряемая в Ваттах, может быть рассчитана по следующим формулам

P = U ×I = U² / R = I² ×R, Вт.

Температурное поведение резистора зависит от материала, из которого он изготовлен. Изменение сопротивления резистора определяется по формуле

DR = R ×a ×DJ,

где R - величина сопротивления резистора при 20°С,

a - температурный коэффициент материала резистора,

DJ - изменение температуры.

Кроме использованных материалов, резисторы различаются также своей конструкцией. В частности они могут быть постоянными или переменными.

Все перечисленные выше характеристики и особенности резисторов имеют большое значение при их выборе для силовых и слаботочных электронных цепей.

Линейные резисторы

Резистор называют линейным, когда ток в нем изменяется пропорционально приложенному напряжению, т.е. если функция I =f(U) – прямолинейная.

Задание 2

Постройте зависимости I= f(U) для трех резисторов.