Накресліть схему електричного кола, яке складається із джерела струму, двох резисторів і ключа, з’єднаних послідовно.
Складіть і запишіть план проведення експерименту з дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників.
- Зберіть електричне коло: з’єднайте послідовно джерело струму, ключ та два резистори.
- Перевірте силу струму: вмикайте амперметр у різні точки (перед першим резистором, між ними, після другого). Переконайтеся, що $I = I_1 = I_2$.
- Виміряйте напругу: підключіть вольтметр окремо до кожного резистора ($U_1, U_2$) та до всієї ділянки ($U$). Перевірте рівність $U = U_1 + U_2$.
- Розрахуйте опори: за законом Ома знайдіть опір кожного резистора та загальний. Перевірте формулу $R = R_1 + R_2$.
- Зробіть висновки про точність результатів.
Експеримент
Дослід 1. Порівняння сили струму
| $I_1$, А | $I_2$, А | $I$, А | Висновок |
|---|---|---|---|
| 0,2 | 0,2 | 0,2 | При послідовному з’єднанні сила струму скрізь однакова: $I = I_1 = I_2$. |
Дослід 2. Порівняння напруги
| $U_1$, В | $U_2$, В | $U$, В | $(U_1 + U_2)$, В | Висновок |
|---|---|---|---|---|
| 2,0 | 4,0 | 6,0 | 6,0 | Загальна напруга дорівнює сумі напруг на окремих резисторах: $U = U_1 + U_2$. |
Опрацювання результатів
Використана формула: $R = \frac{U}{I}$
Розрахунки:
- $R_1 = \frac{2,0}{0,2} = 10$ Ом
- $R_2 = \frac{4,0}{0,2} = 20$ Ом
- $R = \frac{6,0}{0,2} = 30$ Ом
Таблиця 3
| $R_1$, Ом | $R_2$, Ом | $R$, Ом | $(R_1 + R_2)$, Ом | Висновок |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 20 | 30 | 30 | Загальний опір дорівнює сумі опорів окремих провідників: $R = R_1 + R_2$. |
Аналіз результатів
Висновок:
Експеримент підтвердив закони послідовного з’єднання провідників:
- Сила струму є незмінною в усіх точках ($I = const$).
- Повна напруга — це сума напруг на окремих ділянках ($U = U_1 + U_2$).
- Загальний опір кола дорівнює сумі опорів компонентів ($R = R_1 + R_2$).
Чинники похибок:
На точність вплинули:
- клас точності приладів (амперметра, вольтметра);
- опір проводів (яким нехтували в розрахунках);
- нагрівання елементів під час роботи;
- похибки при зчитуванні показників зі шкали.
Творче завдання
Запишіть план проведення експерименту, за допомогою якого можна визначити опір резистора, якщо ви маєте вольтметр, джерело струму, резистор відомого опору та з’єднувальні проводи. Проведіть відповідний експеримент.
План дій:
- Складання кола: З’єднайте послідовно джерело струму, відомий резистор ($R_0$) та невідомий резистор ($R_x$).
- Вимірювання $U_0$: Під’єднайте вольтметр паралельно до $R_0$ і запишіть напругу.
- Вимірювання $U_x$: Перепідключіть вольтметр паралельно до $R_x$ і запишіть напругу.
- Обчислення: Знайдіть невідомий опір за формулою: $R_x = R_0 \cdot \frac{U_x}{U_0}$.