Šaltinio elektrovaros ir vidinės varžos nustatymas


Fizikos laboratorinis darbas.

Šaltinio elektrovaros ir vidinės varžos nustatymas. Laidininko savitosios varžos nustatymas. Šviesos lūžio rodiklio nustatymas. Paviršiaus įtempimo koeficiento radimas. Oro santykinės drėgmės nustatymas. Transformatoriaus konstrukcijos ir veikimo tyrimas. Savasis puslaidininkių laidumas. Priemaišinis puslaidininkių laidumas. Puslaidininkių pn sandūra. Rezonanso elektrinių virpesių kontūre tyrimas.


Elektrovara. Elektros srovės šaltinyje įvairios neelektrostatinės kilmės jėgos atskiria elektros krūvius, sukuria elektrinę energiją, o ji virsta grandinės išorinėje dalyje kitomis energijos rūšimis. Galvaniniuose elementuose, akumuliatoriuose, kuro elementuose pasireiškia cheminių reakcijų jėgos, elektros generatoriuose elektromagnetinės jėgos, ir kt. Jos vadinamos krūvius perskiriančiomis jėgomis arba pašalinėmis jėgomis.

Elektroduose susikaupę krūviai sukuria elektrinį lauką, kurio elektrinė jėga krūvius veikia priešinga kryptimi. Kai krūvius veikiančios jėgos susilygina (Fsk = Fel), krūvių perskyrimo darbas nutrūksta. Įtampa tarp elektrodų – šaltinio polių pasiekia didžiausią vertę.

Perskiriančių jėgų darbu, atliekamu šaltinio viduje, galima energiniu požiūriu apibūdinti srovės šaltinį. Tam taikomas skaliarinis dydis, vadinamas elektrovara.

Elektrovara lygi perskiriančių jėgų darbo Ask ir perskiriamo krūvio q santykiui:

Sujungus šaltinio polius laidininku, išorinėje grandinės dalyje B susidaro priešingos krypties elektrinis laukas. Elektronai juda veikiami šio lauko – nuo šaltinio neigiamojo poliaus prie teigiamojo.

Pradėjus uždara grandine tekėti srovei, šaltinio viduje jėgų pusiausvyra sutrinka, toliau vyksta krūvių perskyrimo darbas.

Krūvių perkėlimo darbas atliekamas tiek šaltinio viduje, tiek jo išorinėje dalyje. Elektrovarą galima padalyti į dvi dalis – vidinę ir išorinę:

Elektrovara , kaip ir grandinės dalies įtampa U, matuojama voltais V.

Panašiai elektrinių jėgų darbu apibūdinama ir grandinės dalies įtampa. Pažiūrėkime, kaip elektrovarą galima paaiškinti potencialų skirtumu.

a) Jungiklis įjungtas. Voltmetras V1 rodo išorinės grandinės dalies įtampą Uiš. Voltmetro V2 kontaktai yra elektrolite prie pat elektrodų, bet jų neliečia. Tam, kad atsitiktinai nepaliestų elektrodų, kontaktų šonai nuo elektrodų pusės padengti laku arba stearinu. Voltmetras V2 rodo šaltinio vidinės dalies potencialų skirtumą – įtampą Uvid.

b) Jungiklis išjungtas. Voltmetras V1 rodo didžiausią šaltinio įtampą U. Ji lygi šaltinio elektrovarai , išreikštai potencialų skirtumu:

Galima įvairiai keisti grandinės imtuvų varžą, voltmetrų rodmenų suma lieka tokia pat.

Artinant elektrodus Cu ir Zn, ampermetras rodo didesnį srovės stiprį. Elektrodus vėl tolinant, srovės stipris mažėja. Tai rodo, kad srovės šaltinis turi tam tikro didumo vidinę varžą r.

Taigi, pilnutinę grandinės varžą sudaro imtuvų varža R ir šaltinio vidinė varža r. Žinodami elektrovarą , galime rašyti

Tai yra Omo dėsnis visai grandinei: srovės stipris I grandinėje proporcingas šaltinio elektrovarai ir atvirkščiai proporcingas pilnutinei grandinės varžai R + r.

Dėsnis kartais vadinamas Omo dėsniu uždarai grandinei. Tačiau grandinė turi būti uždara, jungiklis įjungtas ir tuomet, kai nagrinėjamas Omo dėsnis grandinės daliai.

Nutraukus grandinę – išjungus jungiklį (I = 0), voltmetras rodo elektrovaros vertę (Uiš = ).

Priemonės: ampermetras, voltmetras, srovės šaltinis (sausų elementų baterija), vielinis rezistorius arba reostatas, jungiklis, jungiamieji laidai.

Prie srovės šaltinio gnybtų dar prijungiame voltmetrą. Brėžiame grandinės schemą.

Remiamės Omo dėsnio formule joje R yra rezistoriaus arba reostato varža:

Panaudojant U ir I matavimo duomenis, brėžiamas grafikas, kuris vadinamas voltamperine

Tai yra Omo dėsnis grandinės daliai: srovės stipris I grandinės dalyje tiesiai proporcingas įtampai U ir atvirkščiai proporcingas grandinės dalies varžai R.

Koeficientas vadinamas savitąja (specifine) varža. Tai yra varža laidininko, kurio ilgis 1 m, skerspjūvio plotas 1 mm2. Ji priklauso nuo laidininko medžiagos.

Elektros srovę, jos savybes, Omo dėsnį galima paaiškinti elektronine teorija. Elektros srovės nešėjai metaluose yra elektronai.

  • Fizika Laboratoriniai darbai
  • 2016 m.
  • Lietuvių
  • Edgaras
  • 29 puslapiai (5846 žodžiai)
  • Gimnazija
  • Fizikos laboratoriniai darbai
  • Microsoft Word 1075 KB
  • Šaltinio elektrovaros ir vidinės varžos nustatymas
    10 - 1 balsai (-ų)
Šaltinio elektrovaros ir vidinės varžos nustatymas. (2016 m. Lapkričio 25 d.). http://www.mokslobaze.lt/saltinio-elektrovaros-ir-vidines-varzos-nustatymas.html Peržiūrėta 2017 m. Gruodžio 14 d. 10:24