Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 8 стр.

UptoLike

15
Применим обобщённый закон Ома к участку цепи, изображённо-
му на рис. 2. При решении задач с использованием обобщённого закона
Ома направление тока, а также направление обхода контура выбирают-
ся произвольно. Выберем условно положительное направление тока, как
показано на рисунке, и направление обхода от точки 1 к точке 2. Тогда
для участка цепи 1 – E – R2 получим
I(R + r) = (ϕ
1
ϕ
2
) + E. (2)
Обобщённый закон Ома, применённый к участку 1 – V – 2 (обход
через вольтметр), имеет вид
I
в
r
в
= ϕ
1
ϕ
2
, (3)
где I
в
ток, проходящий через вольтметр; r
в
сопротивление вольтметра.
Но произведение I
в
r
в
это показание вольтметра, следовательно,
показание вольтметра, подключенного к концам любого участка цепи,
всегда равно разности потенциалов между точками подключения при-
бора.
Из выражения (2), обозначив полное сопротивление участка
R + r через R
п
, получим
ϕ
1
ϕ
2
= IR
п
– E,
или ϕ
2
ϕ
1
= E – IR
п
. (4)
Выражение (4) представляет собой уравнение прямой в координа-
тах (ϕ
2
ϕ
1
, I), изображённой на рис. 3.
Из (4) следует, что если сила тока в цепи равна нулю, то разность
потенциалов ЭДС источника, включённого в рассматриваемый участок,
ϕ
2
ϕ
1
= E, а полное сопротивление участка цепи 1–2 равно тангенсу
угла α наклона прямой (см. рис. 3) R = tgα.
ϕ−ϕ
21
I
0
Рис. 3
Описание установки и методики измерения
Схема лабораторной установки приведена на рис. 4.
16
Лабораторный
модуль
ИП1
ИП2
mA
V
Рис. 4
На лицевой панели лабораторного модуля изображена электриче-
ская схема установки (рис. 5) и расположены гнёзда для подключения
измерительных приборов.
1
2
3
4
5
6
Рис. 5
К панели также подведены два гибких вывода, с помощью кото-
рых можно подключать с различной полярностью ИП1 с ЭДС E
1
к ис-
следуемому контуру.
Будем считать, что величина внешней регулируемой ЭДС E
1
все-
гда известна, а постоянная величина E
2
, создаваемая источником ИП2,
неизвестна, как и сопротивление участка 1-2. Определим их.
Выберем направление обхода контура от точки 1 к точке 2 (см.
рис. 5), а за положительное направление тока примем направление от
точки 2 к точке 1, тогда в соответствии с обобщённым законом Ома для
участка цепи можно записать (ϕ
1
ϕ
2
) – E
2
= – IR
0
или ϕ
1
ϕ
2
= E
2
IR
0
, (5)
        Применим обобщённый закон Ома к участку цепи, изображённо-
му на рис. 2. При решении задач с использованием обобщённого закона                         ИП1                                ИП2
Ома направление тока, а также направление обхода контура выбирают-
ся произвольно. Выберем условно положительное направление тока, как
показано на рисунке, и направление обхода от точки 1 к точке 2. Тогда
для участка цепи 1 – E – R – 2 получим
                             I(R + r) = (ϕ1 – ϕ2) + E.                (2)                               Лабораторный
        Обобщённый закон Ома, применённый к участку 1 – V – 2 (обход                        mA                                  V
                                                                                                           модуль
через вольтметр), имеет вид
                                  Iв rв = ϕ1 – ϕ2,                    (3)
где Iв – ток, проходящий через вольтметр; rв – сопротивление вольтметра.                                   Рис. 4
        Но произведение Iв rв – это показание вольтметра, следовательно,
показание вольтметра, подключенного к концам любого участка цепи,                 На лицевой панели лабораторного модуля изображена электриче-
всегда равно разности потенциалов между точками подключения при-            ская схема установки (рис. 5) и расположены гнёзда для подключения
бора.                                                                       измерительных приборов.
        Из выражения (2), обозначив полное сопротивление участка
R + r через Rп, получим                                                                 3          4                      1
                               ϕ1 – ϕ2 = IRп – E,
                             или ϕ2 – ϕ1 = E – IRп.                   (4)               5
        Выражение (4) представляет собой уравнение прямой в координа-
тах (ϕ2 – ϕ1, I), изображённой на рис. 3.
        Из (4) следует, что если сила тока в цепи равна нулю, то разность
потенциалов ЭДС источника, включённого в рассматриваемый участок,                                                         2
                                                                                        6
ϕ2 – ϕ1 = E, а полное сопротивление участка цепи 1–2 равно тангенсу
угла α наклона прямой (см. рис. 3) R = tgα.
              ϕ2−ϕ1
                                                                                                           Рис. 5
                                                                                  К панели также подведены два гибких вывода, с помощью кото-
                                                                            рых можно подключать с различной полярностью ИП1 с ЭДС E1 к ис-
                                                                            следуемому контуру.
                                                                                  Будем считать, что величина внешней регулируемой ЭДС E1 все-
                                                                            гда известна, а постоянная величина E2, создаваемая источником ИП2,
                    0
                                                                            неизвестна, как и сопротивление участка 1-2. Определим их.
                                                     I                            Выберем направление обхода контура от точки 1 к точке 2 (см.
                                 Рис. 3                                     рис. 5), а за положительное направление тока примем направление от
                                                                            точки 2 к точке 1, тогда в соответствии с обобщённым законом Ома для
             Описание установки и методики измерения                        участка цепи можно записать (ϕ1 – ϕ2) – E2 = – IR0
                                                                                                      или ϕ1 – ϕ2 = E2 – IR0,                 (5)
      Схема лабораторной установки приведена на рис. 4.

                                   15                                                                        16