страница2/12
Дата29.01.2019
Размер1.24 Mb.

1 Організація роботи в електролабораторії


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Рис. 1
Тепер як приклад візьмемо хімічний елемент, який знаходиться на 26 місці (рис.1,б). У цього елемента на чотирьох орбітах обертається 26 електронів, причому на останній орбіті знаходиться два електрони. Якщо порівняти цей і попередній хімічні елементи за електропровідністю, то можна сказати, що в другого елемента відірвати електрон з останньої орбіти легше: по-перше, тому, що він знаходиться далі від ядра, внаслідок чого сила його притягання слабкіше; по-друге, на останній орбіті знаходиться тільки два електрони.

Далі розглянемо хімічний елемент, що знаходиться на 29 місці (рис.1,в). У цього елемента електронних орбіт також чотири, але на останній з них є лише один електрон. Сила притягання його до ядра буде ще слабкіша, ніж у попередньому елементі, а значить, відірвати електрон від ядра буде легше.

Таким чином, із трьох розглянутих хімічних елементів перше місце за електропровідністю займає елемент, який знаходиться на 29 місці, друге – на 26 місці й останнє, третє, - на 13 місці.

Якщо ми візьмемо ще один хімічний елемент (рис.1,г), то побачимо, що в нього на п’яти орбітах розташовується 47 електронів, причому на останній з них знаходиться один електрон. На підставі попередніх міркувань можна стверджувати, що в цього елемента відірвати один електрон з останньої (п’ятої) орбіти ще легше, ніж у попередніх трьох. Якщо тепер розставити хімічні елементи за електропровідністю, то на перше місце потрібно поставити хімічні елементи, який знаходиться на 47 місці, на друге – той елемент, що займає 29 місце. і т. д.

На підставі періодичної таблиці Д.І. Менделєєв легко вставити, що на 47 місці в ній знаходиться срібло, на 29-мідь, на 26-залізо, а на 13-алюміній (рис.2,а). з предмета фізики відомо, що найкраще електричний струм проходить срібло, після нього-мідь і т.д.



Рис. 2,а
Можна було б взяти також інші хімічні елементи і провести порівняльний аналіз їх електропровідності, але ми зупинилися тільки на тих з них, які знаходять практичне застосування як провідники електричного струму.

Електричний струм позначається літерою І й вимірюється в амперах (А). крім основної одиниці, існують додаткові, які різняться одна від одної в 1000 разів: це мегаампер (МА) та кілоампер (кА) та мікроампер (мкА).

Тому, якщо показати за допомогою вектора електричний струм, то цей вектор (рис 3) буде спрямований в бік від ядра, причому електричному струму потрібно подолати силу притягання електрона до ядра атома. Цю силу, що протидіє електричному струму, називають електричним опором. Позначається вона літерою R і вимірюється в омах (Ом). Крім основної одиниці, існують додаткові, які різняться одна від одної в 1000 разів: це мегом (МОм) і кілоом (ком).


Рис. 3


В електричних колах застосовують різні з’єднання опорів: послідовне, паралельне та мішане. При послідовному з’єднанні споживачі з’єднуються в ланцюжок (рис 4), тобто кінець першого резистора (R1) з’єднується з початком другого резистора (R2), кінець другого (R2) – з початком третього резистора (R3) і т.д. якщо таке коло приєднати до джерела напруги, то воно матиме вигляд, показаний на рис. 4, а.

Рис. 4
Струм Ізаг , який приходить через кожний резистор, буде однаковий, тобто

Ізаг =І1=І2=І3. Напруга Uзаг, прикладена до резисторів, дорівнює сумі спадів напруг на кожному резисторі: Uзаг =U1+U2+U3. Загальний опір

Rзаг = R1+ R2+R3.



Паралельним називається таке з'єднання резисторів, коли всі початки їх з'єднуються в точці А, кінці - в точці В (рис. 6). Точки

А та В називають вузлами.


Рис. 6

При паралельному з'єднання резисторів (рис. 5,б), напруга до них проводиться однакова: Uзаг =U1=U2=U3, а струм Ізаг розгалужується:

Рис. 5
Ізаг =І1+І2+І3. Цей закон який називається першим законом Кірхгофа, формулюється так: сума струмів, що приходять до вузла, дорівнює сумі струмів, які відходять від нього. Загальний опір Rзаг кола завжди менший від будь-якого його опору, оскільки 1/ Rзаг=1/ R1+ 1/R2+1/R3. Це важливо знати при розрахунках таких кіл.



Третій варіант з'єднання резисторів – це мішане з'єднання їх (рис.7). Тут резистори вмикаються в коло послідовно та паралельно. Розрахунки таких кіл виконувати складніше, тому що потрібно визначити послідовність розрахунків. На зображеній схемі спочатку знаходять загальний опір R 2,3 який складається з двох паралельних віток, тобто R2 та R3. При цьому R 2,3 =, а потім обчислюють

Rзаг = R1+R 2,3. Після цього визначають спади напруги на окремих ділянках кола.



Для виконання цієї лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичні положення (9, с. 11-14, с. 7-22: 13, с. 13-23).

Рис. 7


Порядок виконання роботи

  1. Ознайомитися з лабораторною установкою.

  2. Скласти електричну схему згідно з карткою-завдання Р1.1 (дод.1) для дослідження послідовного з'єднання резисторів.

  3. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

  4. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл. 1.






Експериментальні дані

Результати обчислень

U1,В

U2,В

U3,В

Uзаг,В

Ізаг,А

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

Rзаг,Ом

1

2

3



5. Зняти напругу з установки.

6. Скласти електричну схему згідно з карткою-завданням Р1,2 (див. дод 1) для дослідження паралельного з'єднання резисторів.



  1. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

  2. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл. 2. Зняти напругу з установки.

  3. Порівняти обчислені значення опорів при послідовному та паралельному з'єднаннях резисторів.






Експериментальні дані

Результати обчислень

І1, А

І2, А

І3, А

Ізаг,А

Uзаг,В

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

Rзаг,Ом

1

2

3


11. Скласти електричну схему згідно з карткою-завданням Р1,2 (див. дод) для дослідження мішаного з'єднання резисторів.

12. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений у планшеті.

13. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл.3.

14. Скласти звіт.






Експериментальні дані

Результати обчислень

U1,В

U2,3В

І1,А

І2,А

І3,А

Ізаг,А

Uзаг,В

R1,

Ом


R2,

Ом


R3,

Ом


Rзаг,

Ом


1

2

3



1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Коьрта
Контакты

    Главная страница


1 Організація роботи в електролабораторії