Лабораторная работа "Изучение смешанного соединения резисторов"

Лабораторная работа "Изучение смешанного соединения резисторов"

Цель работы:

экспериментально изучить характеристики смешанного соединения проводников.

Приборы и материалы:

источник тока

ключ

реостат

амперметр

вольтметр

соединительные провода

резисторы с сопротивлениями 1, 2 и 3 Ом.

Ход работы

1.     Собираем цепь, измеряем сопротивление

  .

Резисторы 4 и 5 соединены последовательно. Общее сопротивление этих резисторов: .

Резистор 3 соединен параллельно к резисторам 4 и 5. Общее сопротивление этого участка цепи:

 .

 

К общему сопротивлению 345 последовательно подключен резистор 2. Общее сопротивление участка цепи с резисторами 2, 3, 4, 5: 

.

Оставшийся резистор 1 соединен параллельно к общему сопротивлению всех остальных резисторов: .

2.     Собираем вторую  схему, измеряем напряжение источника , сопротивление резистора . Вначале, после замыкания ключа , амперметр показал ток силой , а после дополнительного замыкания второго ключа , амперметр показал ток силой . Рассчитаем чему равно сопротивление вольтметра

После замыкания ключа  ток будет течь по этому контуру. Суммарное сопротивление этого контура складывается из последовательно соединённых резистора и амперметра. Давайте запишем закон Ома для участка цепи для этого контура: .

Все величины, кроме сопротивления амперметра, нам известны, поэтому давайте его выразим и рассчитаем. Умножаем обе части на

  и делим на : .

Сопротивление амперметра оставляем слева – сопротивление резистора переносим в правую часть: .

Теперь давайте подставим числа и рассчитаем сопротивление амперметра: .

Отсюда следует, что сопротивление амперметра равно нулю, то есть он соответствует абстрактному идеальному амперметру. В отличие от вольтметра, который в данной задаче не будет идеальным. Иначе он никак бы не повлиял на ток в резисторе после замыкания ключа .

После замыкания ключа 2, цепь будет представлять два последовательных элемента – резистор и вольтметр.

Давайте рассчитаем общее сопротивление такой цепи, пользуясь выведенной сегодня формулой: .

Тогда ток в цепи после замыкания ключа 2 будет равен: .

Он нам известен, так что мы можем выразить и найти сопротивление вольтметра:

Мы выразили искомое сопротивление, давайте подставим числа и рассчитаем ответ:

 .

Вывод: на этом занятии мы познакомились с удобным методом изображения электрических цепей в графическом виде – электрическими схемами. Познакомились с условными обозначениями электронных компонентов и их параметрами. Научились рассчитывать электрические параметры сложных цепей.