Описание установки и методики измерений

Схема лабораторной установки приведена на рис. 3.4. В состав установки входят лабораторный модуль, источники питания ИП1 и ИП2, а также два цифровых мультиметра марки М-92А, используемых в качестве вольтметра и миллиамперметра.

Рис.3

Рис.4

Рис.5, а Рис. 5, б

На лицевой панели лабораторного модуля изображена электрическая схема установки (рис. 4) и расположены гнёзда для подключения измерительных приборов. К панели также подведены два гибких вывода, с помощью которых можно подключать с различной полярностью ИП1 с ЭДС ε₁ к исследуемому контуру.

Будем считать, что величина внешней регулируемой ЭДС ε₁ всегда известна, а постоянная величина ε₂, создаваемая источником ИП2, неизве­стна, как и сопротивление участка 1-2. Определим их.

Выберем направление обхода контура от точки 1 к точке 2 (см. рис. 4), 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

(7)

(8)

Здесь знак "+" будет при согласном подключении ε₂ и ε₁ а знак "-" при встречном.

Из (8) может быть найдено выражение для величины тока в цепи

(9)

Как видно из (9), изменяя величину Е₁ можно изменять и силу тока. При согласном включении ε₂ и ε₁ сила тока І растёт с ростом ε₁. Из (7) видно, что разность потенциалов φ₁ – φ₂ при этом линейно уменьшается и может достигнуть нулевого значения. При дальнейшем росте тока разность потенциалов на концах участка меняет знак на противоположный.

Если ε₁ включена навстречу ε₂, величина тока І уменьшается с ростом ε₁ и при ε₂ = ε₁ становится равной нулю. При этом согласно (7) φ₁ – φ₂ = ε₂, т. е. в момент компенсации тока вольтметр измеряет величину ε₂. Вольтметр покажет положительное значение ε₂, т. к. φ₁ > φ₂ а к точке 2 присоединена положительная клемма вольтметра. Дальнейший рост ε₁ приводит к изменению направления тока в цепи.

Цель работы:изучение зависимости разности потенциалов на участке цепи, содержащем ЭДС, от силы тока; расчёт ЭДС и полного сопротивления этого участка.

Приборы и принадлежности:

- лабораторный модуль

- источник питания типа «Марс»

- мультиметр

Параметры работы:

-напряжение источника питания ε2_______________________ 5 В.

-напряжение источника питания ε1___________________ 0 - 10 В.

Примечание: белый провод от модуля подсоединяется к однополюсной розетке источника со знаком " + ".