Измерения и обработка результатов. Соберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рисСоберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1. Переключатели диапазонов ЭДС в том и другом каналах выпрямителя установите в положение 0 – 10 В. Перед включением выпрямителя установите рукоятки, с помощью которых производится регулировка ЭДС на выходе его каналов, в крайнее левое положение (Е = 0). Рукоятками магазина сопротивлений наберите значение R = 200-300 Ом. Включите выпрямитель и рукоятками регулировки ЭДС установите такое ее значение, при котором напряжение на нагрузке будет равно 4 - 5 В. Исследуйте зависимость полезной и полной мощности источника тока от сопротивления нагрузки в интервале от 300 до 0 Ом при неизменном значении ЭДС источника, т. е. при неизменном положении рукояток регулировки ЭДС. Рекомендуется сопротивление нагрузки в интервале от 300 до 100 Ом уменьшать последовательно на 30 Ом, а в интервале от 90 Ом до 0 – на 10 Ом. При каждом значении сопротивления нагрузки регистрируйте показания амперметра и вольтметра. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока по данным двух произвольных измерений. Пусть при сопротивлении нагрузки R 1 сила тока равна I 1, а при сопротивлении R 2 сила тока равна I 2. В соответствии с законом Ома I 1(R 1+ r) = I 2(R 2+ r) = E. Используя это уравнение, найдем внутреннее сопротивление источника тока
и его ЭДС. При каждом значении сопротивления нагрузки вычислите полезную Pп = IU иполную P 0= IE мощность источника тока, а также его КПД Результаты измерений и вычислений сведите в табл. 1:
Таблица 1
Постройте графики зависимости полезной и полной мощности источника тока от сопротивления нагрузки (на одной графической плоскости), а также график зависимости η (R). Проанализируйте результаты проведенного исследования.
Контрольные вопросы 1. Дайте определение силы тока. 2. Дайте понятие ЭДС источника тока. 3. Сформулируйте и запишите закон Ома для однородного участка цепи, для участка цепи, содержащего ЭДС, и для замкнутой цепи. 4. Что называют полной мощностью, полезной мощностью источника тока? Напишите формулы для полной и полезной мощности. 5. Выведите условие максимума полезной мощности источника тока. 6. Дайте определение коэффициента полезного действия источника тока. Как зависит КПД от сопротивления нагрузки? Чему равен КПД в условиях, когда полезная мощность максимальна?
|