Описание работы.

Описание работы.

Во многих электрических цепях используется смешанное соедине­ние проводников, являющееся комбинацией последовательного и па­раллельного соединений. Простейшее смешанное соединение сопротивлений R₁ = 1 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 4 Ом приведено на рисунке 1, а.

Резисторы R2 и R3 соединены между собой параллельно, поэтому сопротивление между точками 2 и 3

R_2.3= (1)

Кроме того, при параллельном соедине­нии суммарная сила тока I1 втекающего в узел 2, равна сумме сил токов, вытекаю­щих из него. I1=I2+I3 (2)

Учитывая, что сопротивления R1 и эквивалентное сопротивление R₂₃ соедине­ны последовательно (рис. 1,6), U13=U12+U23 (3),

а общее сопротивление цепи между точками 1 и 3 (рис. 1, в) R13=R1+R23=R1+ (4)

Рис 1.

а) б) в) Рис.2.

Электрическая цепь для изучения характеристик смешанного со­единения проводников состоит из источника питания 1 (рис. 2), к ко­торому через ключ 2 подключены реостат 3, амперметр 4 и смешанное соединение трех проволочных резисторов R1, R2 и R3. Вольтметром 5 измеряют напряжение между различными парами точек цепи. Последующие измере­ния силы тока и напряжения в электрической цепи позволят прове­рить соотношения (1)—(4).

Измерение силы тока I, протекающего через резистор R1, и разности потенциалов на нем U₁₂ позволяет определить сопротивление R1 и сравнить его с заданным значением. R1= (5)

Сопротивление R₂₃ можно найти из закона Ома, измерив вольтметром разность потенциалов U_23. . R23= (6)

Этот результат можно сравнить со значением R₂₃, полученным из формулы (1). Справедливость формулы (3) проверяется дополнительным измерением с помощью вольтметра напряжения U₁₃ (между точками 1 и 3).

Это измерение позволит также оценить сопротивление R₁₃ (между точками 1 и 3). R13 = (7)

Экспериментальные значения сопротивлений, полученных по фор­мулам (5) — (7), должны удовлетворять соотношению (4) для данного смешанного соединения проводников.

Ход работы.

1. Соберите электрическую цепь (см. рис. 3).

2. При помощи реостата установите в цепи определенную силу тока I1 измеряемую амперметром.

3.Запишите класс точности амперметра, указанный на шкале прибора, и предел измерения силы тока.

4. Найдите абсолютную погрешность измерения силы тока

5. Подключите вольтметр к точкам 1 и 2 (см. рис. 3) и измерьте на­пряжение U₁₂ между этими точками.

6. Запишите класс точности вольтметра указанный на шкале прибора, и предел измерения напряжения.

7. Найдите абсолютную погрешность измерения напряжения.

8. Рассчитайте R1.

9. Подключите вольтметр к точкам 2 и 3 и измерьте напряжение между этими точками.

10. Рассчитайте сопротивление R23.

11. Подключите вольтметр к точкам 1 и 3 и измерьте напряжение между этими точками.

12. Рассчитайте сопротивление R13.

13. Проверьте справедливость формул (3) и (4).

14. Сделайте вывод.

Дополнительное задание.

Убедиться в том, что при параллельном соединении проводников справедливо равенство: I1=I2+I3.

1. Подключите амперметр последовательно с резистором R2 и измерьте силу тока I2.

2. Рассчитайте сопротивление резистора R2 и сравните его с заданным значением. R2=U23/I2

3. Подключите амперметр последовательно с резистором R3 и измерьте силу тока I3.

4. Рассчитайте сопротивление резистора R3 и сравните его с заданным значением. R3=U23/I3

5. Проверьте справедливость равенства I1=I2+I3. Сделайте вывод.