150331 (Изучение соединений резисторов и проверка законов Ома и Кирхгофа)

Лабораторная работа 5

Тема: "Изучение соединений резисторов и проверка законов Ома и Кирхгофа"

Цель: Проверка на опыте особенностей последовательного и параллельного соединения резисторов.

Оборудование: Стенд №1.

Порядок выполнения работы.

1. Собрать схему из последовательно соединённых резисторов.

2. Включить цепь, установить необходимое напряжение. Измерить силу тока в цепи, падение напряжения на каждом участке при 2-х – 3-х значениях сопротивлений реостата. Результаты записать в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные опыта и расчёта.

1) I=1,2A; U₁=70B; U₂=30B; U₃=120B; U=220B

2) I=1A; U₁=55B; U₂=55B; U₃=110B; U=220B

3. Собрать цепь для параллельного соединения резисторов

Рисунок 1- Последовательное соединение резисторов– Рисунок 2 – Параллельное соединение резисторов

4. Включить цепь, установить необходимое напряжение. Измерить силу тока в цепи, падение напряжения на каждом участке при 2-х – 3-х значениях сопротивлений реостата. Результаты записать в таблицу 2.

Таблица 2-Данные опыта и расчёта

1) U=220В; I₁=1,2A; I₂=1,2A; I₃=1A; I=3,4A

2) U=220B; I₁=1,2A; I₂=0,4A; I₃=1,8A; I=3,4A;

Контрольные вопросы

1. При последовательном соединении каждый элемент цепи соединён последовательно, т.е. конец предыдущего элемента соединён с началом следующего, начало первого и конец последнего являются зажимами группы элементов, которыми она может быть подсоединена к другим участкам цепи.

При параллельном соединении группы элементов начала всех элементов соединены в одном зажиме, а концы в другом: этими зажимами группа присоединяется к другим участкам цепи.

1. R_экв=R₁+R₂+R₃ – при последовательном соединении.

1/ R_экв=1/ R₁+1/ R₂+1/ R₃ – при параллельном соединении.

1. Законы Кирхгофа:

І закон: в ветвях, образующих узел эл. цепи, алгебраическая сумма токов равна нулю: ΣI = 0.

ІІ закон: в контуре эл. цепи алгебраическая сумма напряжений на его ветвях равна нулю ΣU = 0 или контуре эл. Цепи алгебраическая сумма падений напряжения на пассивных элементах равна алгебраической сумме ЭДС этого контура: Σ IR = Σ E.

4. R=U/I; I=U/R – Закон Ома для участка цепи, не содержащий ЭДС.

I=E/R+r

1. Отличительной особенностью параллельного соединения является то, что ко всем ветвям приложено одно и то же напряжение.

2. Ток больше в той ветви, где меньше сопротивление, т. к. I=U/R, U-const.

3. G=I/U=1/R – проводимость [См].

При параллельном соединении пассивных ветвей общая проводимость между двумя узлами равна сумме проводимостей всех ветвей, т.е.

G = G₁+G₂+G₃

8. P = EI или P = I²R – мощность.