Тема: Дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників.
Хід роботи
1. Накресліть схему електричного кола.
4. Порівняйте виміряні значення сил струмів і зробіть висновок.
Амперметр показав однакові значення у всіх точках кола. При послідовному з’єднанні сила струму однакова на будь-якій ділянці.
$$I = I_1 = I_2$$
8. Перевірте правильність рівняння: $U = U_1 + U_2$. Зробіть висновок.
Сума напруг на окремих резисторах приблизно дорівнює загальній напрузі на ділянці.
$$U \approx U_1 + U_2$$
10. Використавши закон Ома, визначте опір кожного провідника ($R_1$) та ($R_2$), загальний опір ($R$).
Використовую закон Ома:
$$R = \dfrac{U}{I}$$
Обчислюю опір першого провідника:
$$R_1 = \dfrac{2.0}{0.4} = 5 \text{ Ом}$$
Обчислюю опір другого провідника:
$$R_2 = \dfrac{4.0}{0.4} = 10 \text{ Ом}$$
Обчислюю загальний опір ділянки:
$$R = \dfrac{6.0}{0.4} = 15 \text{ Ом}$$
Перевірка додаванням:
$$R_1 + R_2 = 5 + 10 = 15 \text{ Ом}$$
11. Перевірте правильність рівняння: $R = R_1 + R_2$. Зробіть висновок.
Обчислення підтвердили, що загальний опір послідовно з’єднаних провідників дорівнює сумі опорів кожного провідника.
$$R = R_1 + R_2$$
Результати вимірювань та обчислень (Таблиця 1):
| № з/п | I1, А | I2, А | I, А | U1, В | U2, В | U, В | R1, Ом | R2, Ом | R, Ом |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 5 | 10 | 15 |
| 2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5 | 10 | 15 |
Додаткове завдання
1. Визначте загальну напругу та опори (за мал. 1).
Дано:
$$I = 0.30 \text{ А}$$
$$U_{1} = 3.00 \text{ В}$$
$$U_{2} = 6.00 \text{ В}$$
Знайти: $U, R_{1}, R_{2}, R$
Розв’язання:
$$U = U_{1} + U_{2} = 3.00 + 6.00 = 9.00 \text{ В}$$
$$R_{1} = \dfrac{U_{1}}{I} = \dfrac{3.00}{0.30} = 10 \text{ Ом}$$
$$R_{2} = \dfrac{U_{2}}{I} = \dfrac{6.00}{0.30} = 20 \text{ Ом}$$
$$R = R_{1} + R_{2} = 10 + 20 = 30 \text{ Ом}$$
2. Поясніть причину різної яскравості світіння лампочок.
Відповідь: Яскравість лампочки залежить від потужності струму ($P = U \cdot I$). Оскільки сила струму ($I$) однакова для обох ламп, яскравіше світиться та, на якій більша напруга.
Друга лампа має напругу $6.00 \text{ В}$, а перша — $3.00 \text{ В}$. Тому друга лампа світиться яскравіше (її опір більший).