Расчет реостатов.

Для изменения силы тока в электрической цепи в нее можно включить реостат. Он включается в электрическую цепь последовательно и гасит «лишнее» напряжение в ней.

Рассмотрим задачу: «В сети напряжение 220 В. Имеется электрическая лампа с параметрами: U=127В, P=100Вт. Рассчитать, какой реостат необходимо взять, чтобы при включении в данную сеть лампа горела полным накалом?».

Решение.

Реостатом необходимо погасить «лишнее» напряжение.

U_реост =220 В- 127 В = 93 В., т.е. 93 В. должны приходиться на реостат.

Ток на реостате будет определяться нагрузкой (лампой). Его можно найти по формуле I=P/U_л, где U_л=127В, аP=100Вт.

Таким образом, I=100Вт/127 В=0,8А - ток через лампу (на реостате).

Сопротивление реостата можно найти из закона Ома для участка цепи: R=U_реост./ I;

Таким образом R=93В/ 0,8А=120 Ом.

Вывод: реостат должен иметь сопротивление не менее 120 Ом и рассчитан на ток не менее 0,8 А.

Таким образам, реостат необходимо выбирать по двум параметрам (по силе тока и сопротивлению, которые указываются на самих реостатах, а также в их паспортах).

Техника безопасности.

1. Прежде, чем включать электроизмерительный прибор в электрическую цепь, необходимо посмотреть цену деления прибора, максимальный ток и напряжение на которые он рассчитан.

2. Не включать амперметр без шунта и вольтметр без добавочного сопротивления в электрическую цепь.

3. Не подключать собранную электрическую цепь к источнику тока без проверки схемы преподавателем!!!

 

 

 

 

Практическая часть работы.

1. Проверьте комплектность демонстрационного амперметра и вольтметра (наличие шунтов, добавочных сопротивлений и съёмных шкал). Запишите:

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Подготовьте демонстрационный амперметр для измерения постоянного тока 1 А и демонстрационный вольтметр для измерения постоянного напряжения 3 В. Пригласите преподавателя для проверки.

3. Подготовьте демонстрационный вольтметр для измерения переменного тока 6А и демонстрационный вольтметр для измерения переменного напряжения 7 В. Пригласите преподавателя для проверки.

4. Рассчитайте, какой реостат необходимо взять для того, чтобы лампу на 3,5 В можно было бы включить в цепь с источником постоянного напряжения на 6В. Выберите этот реостат из предложенных вам.

Расчет реостата.

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

5. Соберите последовательно электрическую цепь, состоящую из источника питания(выпрямитель ВС-24М или ВС 4-12), лампочки на 3,5В, демонстрационного амперметра, выбранного вами реостата, ключа. Подключите параллельно электрической лампочке демонстрационный вольтметр. Выставьте на выпрямителе выходное напряжение 6В.

Замкните электрическую цепь. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе. Проследите изменение напряжения на лампе в зависимости от изменения силы тока в электрической цепи (при помощи реостата). Разомкните электрическую цепь.

Нарисуйте схему электрической цепи:

6. Рассчитайте, какой реостат необходимо взять для того, чтобы лампу на 12В можно было бы включить в цепь с источником переменногого напряжения на 30В. Выберите этот реостат из предложенных вам.

Расчет реостата.

 

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

 

7. Соберите последовательно электрическую цепь, состоящую из источника питания(выпрямитель ВС-24М), лампочки на 12В, демонстрационного амперметра, выбранного вами реостата, ключа. Подключите параллельно электрической лампочке демонстрационный вольтметр. Выставьте на ВС-24М выходное переменное напряжение ~30В.

Замкните электрическую цепь. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе. Проследите изменение напряжения на лампе в зависимости от изменения силы тока в электрической цепи (при помощи реостата). Разомкните электрическую цепь.

 

Нарисуйте схему электрической цепи:

 

8. Используя демонстрационные гальванометры от амперметра и вольтметра, обнаружить: термоток от термопары, индукционный ток, возбуждаемый в катушке 220В универсального школьного трансформатора при движении полосового магнита, фототок от фотоэлемента.

Для выполнения этой части работы, каждый из приборов (фотоэлемент, термопару, катушку индуктивности) поочередно подключайте вначале к гальванометру от амперметра, а затем – к гальванометру от вольтметра (к двум нижним клеммам гальванометра) и запишите, в каком из случаев отклонение стрелки гальванометра были наибольшими, а значит, сделайте вывод: с каким из приборов лучше демонстрировать термоток, индукционный ток, фототок.

 

A) Термоток от термопары;

Пронаблюдайте за отклонением стрелки гальванометра при нагревании спая термопары в пламени спиртовки.

 

 

ВЫВОД:

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

_____________________________

___________________________

 

Б) Индукционный ток.

Пронаблюдайте за отклонением стрелки гальванометра при движении (вверх-вниз) полосового магнита внутри катушки от универсального школьного трансформатора.

ВЫВОД:

_______________________________

___________________________________

________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

 

В) Фототок от фотоэлемента.

Пронаблюдайте за отклонением стрелки гальванометра при освещении фотоэлемента (при снятии светозащитной крышки с фотоэлемента).

 

 

ВЫВОД:

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

____________________________________

 

Вопросы для защиты работы.

 

1. Обьясните устройство и принцип работы гальванометра.

2. Каким сопротивлением должен обладать амперметр? Докажите теоретически.

Схема электрической цепи:

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

 

3. Каким сопротивлением должен обладать вольтметр? Докажите теоретически.

Схема электрической цепи:

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

 

4. Для чего нужны добавочные сопротивления и шунты к электроизмерительным приборам? Как они подключаются к ним?

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

5. Выведите формулу для расчета добавочного сопротивления. Рассчитайте добавочное сопротивление на 5В. Результат проверьте с помощью авометра.

Схема электрической цепи:

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

 

6. Выведите формулу для расчета сопротивления шунта. Рассчитайте сопротивление шунта на 3А. Результат проверьте с помощью авометра.

 

Схема электрической цепи:

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

___________________________

7. Внутреннее сопротивление гальванометра от амперметра равно 385 Ом., а внутреннее сопротивление гальванометра от вольтметра равно 2,3 Ом. Как это согласуется с тем, что амперметр должен обладать малым сопротивлением, а вольтметр – большим?

 

__________________________________________________________

__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________