Лабораторная работа "Изучение зависимости силы тока от напряжения"
Теоретический материал. Из закона Ома (I = U/R) следует, что при неизменной температуре отношение напряжения на участке цепи к силе тока в нем остается постоянным для данного проводника. Но для различных проводников это отношение будет разным. Действительно, если провод длинный и тонкий, то по нему при определенном напряжении пойдет значительно более слабый ток, чем по проводнику более короткому и толстому из того же металла. Отсюда ясно, что отношение напряжения к силе тока в проводе есть величина, характеризующая электрические свойства провода. Эта величина называется электрическим сопротивлением провода. Причина сопротивления в том, что при направленном движении электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника за время, равное 1 с, проходит меньшее их число. Соответственно уменьшается переносимый электронами заряд за время 1 с, т. е. уменьшается сила тока. Итак, причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки. Электрическое сопротивление R на участке цепи численно равно отношению напряжения U к силе тока I на этом участке: R = U / I. Единица измерения сопротивления называется омом. Один Ом — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А: 1 Ом = 1 В/1 А. Применяют также кратные единицы сопротивления: 1 килоом = 1 кОм = 1000 Ом, 1 мегаом = 1 МОм = 1 000 000 Ом. Поскольку сопротивление проводника зависит только от его внутренних и внешних параметров, то естественно предположить, что оно не зависит ни от напряжения, ни от силы тока. Это и предстоит проверить в лабораторной работе. Цель работы: путем изучения зависимости (аналитической, графической) силы тока в проводнике от напряжения на нем убедиться в неизменности сопротивления проводника. Приборы и материалы: мультиметр M890G, адаптер, катушки от детекторного радиоприемника, провода соединительные.
Рис. 27
Указания к работе: 1. В случае, если мультиметр один, то вначале соберите цепь по схеме, представленной на рисунке 27, и измерьте напряжение при каждом положении переключателя на адаптере. А затем мультиметр переведите в режим работы амперметра, соберите цепь по схеме на рисунке 26, измерьте силу тока при каждом фиксированном положении переключателя на адаптере. 2. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 9.
Таблица 9 Положение переключателя на адаптере 3,0
4,5
6,0
7,5
9,0
12,0 Напряжение U на катушке ДВ, В Сила тока I в катушке ДВ, А Сопротивление R катушки ДВ, Ом
3. Постройте на миллиметровой бумаге график зависимости силы тока от напряжения. По графику определите среднее значение сопротивления проводника катушки ДВ. 4. Омметром мультиметра измерьте сопротивление проволоки катушки ДВ и сравните его с ранее найденным.
