Лабораторная работа 5
Тема
: "Изучение соединений резисторов и проверка законов Ома и Кирхгофа"
Цель: Проверка на опыте особенностей последовательного и параллельного соединения резисторов.
Оборудование: Стенд №1.
Порядок выполнения работы.
1. Собрать схему из последовательно соединённых резисторов.
2. Включить цепь, установить необходимое напряжение. Измерить силу тока в цепи, падение напряжения на каждом участке при 2-х – 3-х значениях сопротивлений реостата. Результаты записать в таблицу 1.
Таблица 1 – Данные опыта и расчёта.
№ |
Из опыта | Из расчёта | |||||||||||
I A |
U1
B |
U2
B |
U3
B |
U B |
R1
Ом |
R2
Ом |
R3
Ом |
Rэкв
Ом |
P1
Вт |
P2
Вт |
P3
Вт |
P Вт |
|
| 1 | 1,2 | 70 | 30 | 120 | 220 | 58,3 | 25 | 100 | 183,3 | 84 | 36 | 144 | 264 |
| 2 | 1 | 55 | 55 | 110 | 220 | 55 | 55 | 110 | 220 | 55 | 55 | 100 | 210 |
1) I=1,2A; U1
=70B; U2
=30B; U3
=120B; U=220B
2) I=1A; U1
=55B; U2
=55B; U3
=110B; U=220B
3. Собрать цепь для параллельного соединения резисторов
Рисунок 1- Последовательное соединение резисторов– Рисунок 2 – Параллельное соединение резисторов
4. Включить цепь, установить необходимое напряжение. Измерить силу тока в цепи, падение напряжения на каждом участке при 2-х – 3-х значениях сопротивлений реостата. Результаты записать в таблицу 2.
Таблица 2-Данные опыта и расчёта
№ |
Из опыта | Из расчёта | |||||||||||||||
U В |
I1
А |
I2
А |
I3
А |
I А |
R1
Ом |
R2
<
p>Ом
|
R3
Ом |
Rэкв
Ом |
q1
См |
q2
См |
q3
См |
qэкв
См |
P1
Вт |
P2
Вт |
P3
Вт |
Pэкв
Вт |
|
| 1 | 220 | 1,2 | 1,2 | 1 | 3,4 | 183,3 | 183,3 | 220 | 64,5 | 0,005 | 0,005 | 0,004 | 0,014 | 264 | 264 | 220 | 748 |
| 2 | 220 | 1,2 | 0,4 | 1,8 | 3,4 | 183,3 | 122,2 | 550 | 64,5 | 0,005 | 0,001 | 0,008 | 0,014 | 264 | 88 | 396 | 748 |
1) U=220В; I1
=1,2A; I2
=1,2A; I3
=1A; I=3,4A
2) U=220B; I1
=1,2A; I2
=0,4A; I3
=1,8A; I=3,4A;
Контрольные вопросы
1. При последовательном соединении каждый элемент цепи соединён последовательно, т.е. конец предыдущего элемента соединён с началом следующего, начало первого и конец последнего являются зажимами группы элементов, которыми она может быть подсоединена к другим участкам цепи.
При параллельном соединении группы элементов начала всех элементов соединены в одном зажиме, а концы в другом: этими зажимами группа присоединяется к другим участкам цепи.
2. Rэкв
=R1
+R2
+R3
– при последовательном соединении.
1/ Rэкв
=1/ R1
+1/ R2
+1/ R3
– при параллельном соединении.
3. Законы Кирхгофа:
І закон: в ветвях, образующих узел эл. цепи, алгебраическая сумма токов равна нулю: ΣI = 0.
ІІ закон: в контуре эл. цепи алгебраическая сумма напряжений на его ветвях равна нулю ΣU = 0 или контуре эл. Цепи алгебраическая сумма падений напряжения на пассивных элементах равна алгебраической сумме ЭДС этого контура: Σ IR = Σ E.
4. R=U/I; I=U/R – Закон Ома для участка цепи, не содержащий ЭДС.
I=E/R+r
3. Отличительной особенностью параллельного соединения является то, что ко всем ветвям приложено одно и то же напряжение.
4. Ток больше в той ветви, где меньше сопротивление, т. к. I=U/R, U-const.
5. G=I/U=1/R – проводимость [См].
При параллельном соединении пассивных ветвей общая проводимость между двумя узлами равна сумме проводимостей всех ветвей, т.е.
G = G1
+G2
+G3
8. P = EIили P = I2
R – мощность.