Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 9 стр.

UptoLike

17
а для замкнутой цепи
I(R + R
0
) = E
2
± E
1
. (6)
Здесь знак «+» будет при согласном подключении E
2
и E
1
, а знак
«–» при встречном.
Из (6) может быть найдено выражение для величины тока в цепи
0
12
EE
RR
I
+
±
=
. (7)
Как видно из (7), изменяя величину E
1
, можно изменять и силу
тока. При согласном включении E
2
и E
1
сила тока I растёт с ростом E
1
.
Из (5) видно, что разность потенциалов
ϕ
1
ϕ
2
при этом линейно умень-
шается и может достигнуть нулевого значения. При дальнейшем росте
тока разность потенциалов на концах участка меняет знак на противо-
положный.
Если E
1
включена навстречу E
2
, величина тока I уменьшается с
ростом E
1
и при E
2
=E
1
становится равной нулю. При этом согласно (5)
ϕ
1
ϕ
2
= E
2
, т. е. в момент компенсации тока вольтметр измеряет вели-
чину E
2
. Вольтметр покажет положительное значение E
2
, так как
ϕ
2
>
ϕ
1
,
а к точке 2 присоединена положительная клемма вольтметра. Дальней-
ший рост E
1
приводит к изменению направления тока в цепи.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему лабораторной установки (см. рис. 4). Источник с
ЭДС E
1
через разъёмы 5, 6 включить встречно источнику с ЭДС E
2
(рис. 6а). Вольтметр подключить к разъёмам 1, 2, а миллиамперметр к
разъёмам 3, 4.
2. Подключить к сети лабораторный модуль и источники пита-
ния. Включить измерительные приборы.
3. Установить напряжение источника питания ИП2 с ЭДС E
2
,
равное 5 В.
R
R
A
A
V
V
E
1
E
2
E
2
E
1
а б
Рис. 6
18
4. Установить напряжение источника питания ИП1 с ЭДС E
1
, рав-
ное 3 В. Изменяя напряжение E
1
в пределах 3–8 В с интервалом в 1 В,
измерить значения тока и разности потенциалов на участке E
2
R
0
. За-
нести результаты измерений в таблицу.
Встречное включение E
1
и E
2
Согласное включение E
1
и E
2
п/п
I, мА
ϕ
1
ϕ
2
, В
I, мА
ϕ
1
ϕ
2
, В
1…
n
5. Источник с ЭДС E
1
включить согласно источнику с ЭДС E
2
(рис. 6б) и проделать измерения п. 4. При записи показаний измери-
тельных приборов следует учитывать знаки соответствующих величин.
Обработка результатов измерений
2
I
2
∆ϕ
ϕ
−ϕ
12
(
ϕ
ϕ
)
1
2
I
I
0
Рис. 7
1. Используя данные таблицы, построить зависимость
ϕ
1
ϕ
2
=f (I)
(рис. 7).
2. Выделить пунктирными линиями на графике полосу разброса
экспериментальных данных.
3. Определить из графика значение разности потенциалов (ϕ
1
ϕ
2
),
соответствующее значению I = 0, а также ток I
к
при условии (ϕ
1
ϕ
2
) = 0.
4. Рассчитать значение сопротивления R
0
по формуле
α
ϕϕ
tg
)(
к
=
=
I
R
21
0
.
      а для замкнутой цепи                                                      4. Установить напряжение источника питания ИП1 с ЭДС E1, рав-
                             I(R + R0) = E2 ± E1.                  (6)    ное 3 В. Изменяя напряжение E1 в пределах 3–8 В с интервалом в 1 В,
       Здесь знак «+» будет при согласном подключении E2 и E1, а знак     измерить значения тока и разности потенциалов на участке E2 – R0. За-
«–» при встречном.                                                        нести результаты измерений в таблицу.
       Из (6) может быть найдено выражение для величины тока в цепи
                                    E ± E1                                 №      Встречное включение E1 и E2                Согласное включение E1 и E2
                                 I= 2       .                      (7)     п/п       I, мА       ϕ1 – ϕ2, В                     I, мА       ϕ1 – ϕ2, В
                                     R + R0
                                                                           1…
       Как видно из (7), изменяя величину E1, можно изменять и силу        n
тока. При согласном включении E2 и E1 сила тока I растёт с ростом E1.
Из (5) видно, что разность потенциалов ϕ1 – ϕ2 при этом линейно умень-          5. Источник с ЭДС E1 включить согласно источнику с ЭДС E2
шается и может достигнуть нулевого значения. При дальнейшем росте         (рис. 6б) и проделать измерения п. 4. При записи показаний измери-
тока разность потенциалов на концах участка меняет знак на противо-       тельных приборов следует учитывать знаки соответствующих величин.
положный.
       Если E1 включена навстречу E2, величина тока I уменьшается с                                  Обработка результатов измерений
ростом E1 и при E2=E1 становится равной нулю. При этом согласно (5)                          ϕ1−ϕ2
ϕ1 – ϕ2 = E2, т. е. в момент компенсации тока вольтметр измеряет вели-
чину E2. Вольтметр покажет положительное значение E2, так как ϕ2 > ϕ1,
а к точке 2 присоединена положительная клемма вольтметра. Дальней-
ший рост E1 приводит к изменению направления тока в цепи.                                                              2∆I
                                                                                                     2∆ϕ




                                                                                  ∆(ϕ1−ϕ2)
                    Порядок выполнения работы
       1. Собрать схему лабораторной установки (см. рис. 4). Источник с
ЭДС E1 через разъёмы 5, 6 включить встречно источнику с ЭДС E2
(рис. 6а). Вольтметр подключить к разъёмам 1, 2, а миллиамперметр к
разъёмам 3, 4.
                                                                                                 0                                            I
       2. Подключить к сети лабораторный модуль и источники пита-                                                 ∆I
ния. Включить измерительные приборы.
       3. Установить напряжение источника питания ИП2 с ЭДС E2,
равное 5 В.                                                                                                      Рис. 7
               R                                  R                              1. Используя данные таблицы, построить зависимость ϕ1 – ϕ2=f (I)
        A                                     A                           (рис. 7).
                    E2                                  E2                       2. Выделить пунктирными линиями на графике полосу разброса
                                                                          экспериментальных данных.
   E1                          V         E1                        V             3. Определить из графика значение разности потенциалов ∆(ϕ1–ϕ2),
                                                                          соответствующее значению I = 0, а также ток Iк при условии ∆(ϕ1–ϕ2) = 0.
                                                                                 4. Рассчитать значение сопротивления R0 по формуле
                                                                                                         ∆ (ϕ1 − ϕ 2 )
               а                                    б                                               R0 =               = tg α .
                                Рис. 6                                                                        Iк

                                   17                                                                              18