Ток кӨзініҢ э.Қ.к -ін компенсация Әдісімен аныҚтау

ҚАЖЕТТІ ҚҰРАЛ-ЖАБДЫҚТАР: реохорд, гальванометр, Бестон элементі,

зерттелетін элемент, ток көзі, кедергілер

магазині, реостат, екі жақты қосқыш, екі

кілт, өткізгіш сымдар

4.4.1 ҚЫСҚАША ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ

Электр тогы дегеніміз электр зарядтарының бағытталған қозғалысы. Бірінші ретті өткізгіштердегі электр тоғын электрондардың бағытталған қозғалысы тудырады.

Электр тогы болу үшін ток тасушы еркін зарядтар мен өткізгіштің ұштарында потенциалдар айырмасы немесе осы зарядтарды реттелген қозғалысқа түсіретін электр өрісі болуы тиіс.

Егер тізбектегі электр тогы уақытқа байланысты өзгермесе, оны тұрақты ток деп атайды.

Электр тогы үнемі болып тұруы үшін тізбекте электрлік емес күштер әсер етуі керек, оларды бөгде күштер деп атайды. Бөгде күштерді гальвани элементтері, аккумуляторлар тудырады. Ток көзі энергиясы есебінен тізбекте зарядтардың орын ауыстыру жұмысы істеледі.

Ток көзінің энергетикалық сипаттамасы электр қозғаушы күш болып табылады, ол өткізгіш бойымен бірлік оң зарядты бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстыртуға кеткен күштің жұмысына тең:

(4.4.1)

немесе тұйық контур үшін

(4.4.2)

яғни, ток көзінің э.қ.к.-і тұйық контур бойымен бірлік оң зарядты тасымалдайтын бөгде күштердің жұмысына тең.

Гальвани элементінің э.қ.к. электродтардың өлшемі мен электролит мөлшеріне байланысты емес, ол тек олардың химиялық құрамымен анықталады және берілген жағдай үшін тұрақты болады.

Толық тізбекке арналған Ом заңына сәйкес

(4.4.3)

мұндағы - электр қозғаушы күш, - ток күші, - тізбектің сыртқы кедергісі, -элементтің ішкі кедергісі.

Сыртқы тізбектегі кернеудің түсуі

(4.4.4)

(3) теңдеуден

(4.4.5)

Сонымен, тізбектің сыртқы бөлігіндегі кернеудің түсуі электр қозғаушы күштен батареяның ішіндегі кернеудің түсуін алып тастағанға тең.

4.4.1- сурет

Э.қ.к-ін кәдімгі вольтметрмен өлшеуге болмайды. Кәдімгі вольтметр жұмыс істеу үшін тізбекте ток болуы керек. Сондықтан, онымен өлшеніп алынған потенциалдар айырмасы э.қ.к.-ке қарағанда азырақ болады. Құралдың ішкі кедергісі көп болған (мысалы, лампылы генератор үшін) жағдайда, вольтметр тізбегіндегі токтың шамасы аз. Сонда .

4.4.2 ҚОНДЫРҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ

Элементтердің э.қ.к.-ін Поггендорф-Боштың компенсация әдісімен өлшеуге болады. 4.1.1 - суреттегідей тізбек құрамыз. Мұндағы - ток көзі, - зерттелетін элемент, - қалыпты элемент, -гальванометр, - бойымен тиек қозғалып отыратын сызғышқа бекітілген өткізгіш (реохорд), -реостат, - кедергілер магазині, -кілттер, - ажыратып қосқыш.

Егер зерттелінетін элементтің э.қ.к.-і ток көзінің э.қ.к.-інен кіші болса, онда өткізгіш бойынан гальванометр стрелкасы нөльді ( тармағында ток болмайтындай) көрсететін қандай да бір нүктесін табуға болады. контуры үшін Кирхгофтың екінші заңын жазайық

(4.4.6)

мұндағы - ток көзінің ішкі кедергісі, - бөліктің кедергісі. Гальванометр арқылы өтетін ток болса, онда

(4.4.7)

және осы кезде ток көзі тудырған бөліктегі кернеудің түсуі зерттелетін элементтің э.қ.к.-іне тең болады (компенсация).

Зерттелетін элементті қалыпты элементпен алмастырамыз, оның

э.қ.к.-і белгілі болсын. бөліктегі жылжымалы тиекті қозғай отырып, оны жағдайға әкелеміз, осы кезде гальванометр арқылы ток жүрмейді. (4.4.7) теңдеуді мына түрде жазуға болады:

(4.4.8)

бөлік арқылы өтетін ток өзгермейді, себебі тізбекте ток жоқ.

(4.4.7) теңдеуді (4.4.6)-ға бөлсек, онда

(4.4.9)

өткізгіш өңделген болғандықтан мына түрде жазуға болады:

(4.4.10)

мұндағы және - және бөліктердің ұзындықтары. -ны біле отырып, және мен өлшей отырып (4.4.10) теңдеу арқылы қажетті э.қ.к. анықтауға болады.

4.4.3 ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАЛУЫ

1. 4.4.1 - суреттегідей тізбек құрамыз. Зерттелетін элемент , ток көзі және қалыпты элемент реохордтың нүктесіне бірдей полюстерімен қосылуларын қадағалау керек.

2. Реохорд тиегін нүктесінен шамамен болатындай етіп орналастырамыз. және кілттермен кезекпен сәйкес тізбектерді тұйықтаймыз. ажыратып-қосқыш арқылы зерттелетін элемент қосып, компенсация болатындай жағдайға әкеліп, -ді өлшейміз. Осы кезде тізбекке қосылған кедергілер магазині гальванометр сезімталдылығын азайтатынын ескеру керек. Электр тізбегін өте дәл реттегенде оның кедергісін нөльге дейін азайту керек.

3. қалыпты элементті қоса отырып тағы да компенсация жағдайына әкеліп , -ні өлшеңдер. Өлшеу нәтижелерін кестеге толтырыңдар.

№	(см)	(см)	(В)	(В)
1.
2.
3.
4.
5.

4. -ті (4.4.10) өрнек арқылы анықтаңдар.

5. Абсолют қателікті есептеңдер.

6. Салыстырмалы қателікті анықтаңдар.

7. Өлшеу нәтижелерін абсолют қателіктерді ескере отырып беріңдер

4.4.4 ҚОСЫМША ТАПСЫРМА

Осы әдісті қолдана отырып зерттелетін -ті токтың басқа мәнінде өлшеңдер.

4.4. 5 БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ

1. Электр тогы болу үшін қажетті шарттар.

2. Потенциалдар айырмасы болу үшін неліктен табиғаты электрлік емес күштер қолданылады?

3. Э.қ.к. дегеніміз не? Тұйық тізбекке арналған Ом заңын түсіндіріңдер.

4. Компенсация әдісі неге негізделген?

5. Егер ток көзінің э.қ.к. пен аз болған кезде өлшеулер жүргізуге бола ма?

6. Кирхгоф заңдарының өрнегін жазыңдар.

7. Жұмыс істейтін өрнекті қорытып шығарыңдар.