عمل المختبر قانون أوم لدائرة كاملة. الغرض من العمل: تعميق فهم قانون أوم لدائرة كاملة وقسم من الدائرة

الحجم: بكسل

بدء الانطباع من الصفحة:

نسخة طبق الأصل

1 3 الغرض من العمل: تعميق فهم قانون أوم لدائرة كاملة وقسم من الدائرة. المهمة: تحقق تجريبيًا من صحة قانون أوم لدائرة مغلقة غير متفرعة. الأجهزة والملحقات: تركيب FPM-0 حديث. أسئلة عامة تسمى الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية بالتيار الكهربائي. خصائص التيار هي القوة الحالية I وكثافة التيار j. القوة الحالية هي كمية قياسية وتساوي كمية الكهرباء (الشحنة) dq المنقولة عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: dq I. () dt الكثافة الحالية هي مقدار الكهرباء التي تعبر مساحة الوحدة من المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: di j. () ds كثافة التيار عبارة عن كمية متجهة موجهة على طول متجه السرعة المتوسط ​​للحركة المرتبة للشحنات الموجبة ، ويمكن كتابتها كـ j q 0 n v ، (3) حيث q 0 هي شحنة ناقل تيار واحد ؛ ن تركيز الناقل؛ v هي سرعة انجراف الناقل. إذا كان عنصر السطح ds يعتبر متجهًا موجهًا على طول الموجب الطبيعي ، فإن العلاقة بين قوة التيار وكثافته لها الشكل I (S) j ds ، (4) حيث S هي المنطقة التي من خلالها تدفق الشحنة يمر الجسيمات. يمكن للمرء أن يشير إلى عدد من العوامل التي يمكن أن تسبب حركة منظمة للرسوم. بادئ ذي بدء ، يمكن أن تكون قوى كهربائية (كولوم) ، تحت تأثيرها ستتحرك الشحنات الموجبة.

2 4 المشي على طول خطوط الميدان ، سلبي ضد. يسمى مجال هذه القوى كولوم ، شدة هذا المجال يرمز لها بـ E cool. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للقوى غير الكهربائية ، مثل القوى المغناطيسية ، أن تعمل أيضًا على الشحنات الكهربائية. عمل هذه القوى مشابه لعمل بعض المجالات الكهربائية. دعونا نطلق على هذه القوى دخيلة ، ومجال هذه القوى مجال غريب بكثافة E تخزين. أخيرًا ، يمكن أن تنشأ الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية دون تأثير القوى الخارجية ، ولكن بسبب ظاهرة الانتشار أو بسبب التفاعلات الكيميائية في المصدر الحالي. يتم تنفيذ العمل الذي يتم أثناء الحركة المطلوبة للشحنات الكهربائية بسبب الطاقة الداخلية للمصدر الحالي. وعلى الرغم من عدم وجود عمل مباشر من قبل أي قوى بتهم مجانية ، إلا أن الظاهرة تتقدم كما لو أن بعض المجالات الخارجية تعمل على التهم. القانون الأكثر أهمية في الديناميكا الكهربائية هو قانون أوم ، الذي تم إنشاؤه تجريبيًا. ولكن يمكن الحصول عليها نظريًا ، بناءً على أبسط مفاهيم النظرية الإلكترونية للتوصيلية لمعادن Drude-Lorentz. ضع في اعتبارك تيارًا كهربائيًا في الموصلات المعدنية ، يوجد بداخلها مجال بقوة E. وهو يعمل على إلكترونات التوصيل الحر بقوة F = ee ، حيث e هي شحنة الإلكترون. تُعلم هذه القوة الإلكترونات ذات الكتلة m بالتسارع a = F / m = ee / m. إذا حدثت حركة الإلكترونات في المعدن دون فقد الطاقة ، فإن سرعتها ، وبالتالي القوة الحالية في الموصل ، ستزداد بمرور الوقت. ومع ذلك ، في حالة الاصطدام مع أيونات الشبكة ، التي تؤدي حركة تذبذبية حرارية عشوائية ، تفقد الإلكترونات جزءًا من طاقتها الحركية. في تيار ثابت ، عندما يظل متوسط ​​سرعة الحركة المطلوبة للإلكترونات دون تغيير بمرور الوقت ، يجب نقل كل الطاقة التي تتلقاها الإلكترونات تحت تأثير المجال الكهربائي إلى أيونات المعادن ، أي يجب تحويلها إلى طاقة من حركتهم الحرارية. من أجل التبسيط ، نفترض أنه في كل تصادم ، يفقد الإلكترون تمامًا الطاقة التي تلقاها تحت تأثير القوة F = ee ، أثناء المسار الحر τ من تصادم إلى آخر. هذا يعني أنه في بداية كل جري حر ، يكون للإلكترون سرعة حركته الحرارية فقط ، وفي نهاية الحركة ، قبل الاصطدام ، تزداد سرعته تحت تأثير القوة F = ee إلى قيمة معينة الخامس. بإهمال سرعة الحركة الحرارية ، يمكننا أن نفترض أن حركة الإلكترون في اتجاه القوة من المجال تتسارع بشكل موحد بالسرعة الابتدائية v 0 = 0. أثناء المسار الحر ، يكتسب الإلكترون سرعة الحركة المطلوبة τ eеτ / m ، ومتوسط ​​سرعة هذه الحركة v

3 5 v v e 0 v E. م يتم تحديد متوسط ​​المسار الحر من خلال متوسط ​​سرعة الحركة الحرارية للإلكترون ش ومتوسط ​​المسار الحر للإلكترون λ: τ = λ / ش. ثم كثافة التيار في الموصل ne λ j nev E. m u ne القيمة γ تميز خصائص الموصل وتسمى بالتوصيل الكهربائي. مع وضع هذا الترميز في الاعتبار ، ستتم كتابة كثافة التيار m u في صورة j = γe. (5) حصلنا على قانون أوم بصيغة تفاضلية. دعونا الآن نأخذ في الاعتبار الظروف ، بالإضافة إلى كولوم ، يجب أن تعمل القوى الخارجية أيضًا على إلكترون مشارك في تكوين تيار مباشر في قسم تم اختياره بشكل تعسفي من الدائرة. ثم (5) سوف تأخذ الشكل j j γ (ekul Estor) أو E E cool stor. (6) γ دعونا نضرب (6) في عنصر طول الموصل dl وندمج التعبير الناتج على قسم الموصل من قسم إلى قسم: j E dl E dl cool stor dl. (7) γ I مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أنه بالنسبة للتيار المباشر j و ، حيث هي مقاومة الموصل ، فإن التعبير (7) سيأخذ الشكل S ρ ρ Ekudl Estordl I dl. (8) S التكامل الأول في (8) هو فرق الجهد (φ φ) بين نقاط الأقسام و. يعتمد التكامل الثاني على مصدر القوى ويسمى القوة الدافعة الكهربائية. يميز التكامل الموجود على الجانب الأيمن من (8) خصائص الموصل ويسمى المقاومة R لقسم الموصل. إذا كانت S و ثابتتين ، إذن

4 6 لتر ص ρ. (9) S وهكذا ، فإن الصيغة (8) لها الشكل φ φ ξ IR U. (0) هذا هو قانون أوم المعمم في شكل متكامل لقسم غير متجانس من الدائرة. (U انخفاض الجهد في القسم -). في حالة وجود قسم متجانس من الموصل ، أي في حالة عدم وجود قوى خارجية في هذا القسم ، من (0) لدينا φ φ IR. () إذا كانت الدائرة مغلقة (φ φ) ، فإننا نحصل عليها من (0) وصف طريقة التثبيت والقياس الشكل .. منظر عام للتثبيت 6 يتكون التثبيت (الشكل) من جزء القياس وعمود بمقياس متري. يتم تثبيت قوسين ثابتين على العمود ، يتم بينهما شد سلك من النيكل والكروم 3. يتحرك قوس متحرك 4 على طول العمود ، مما يوفر اتصالاً بالسلك. يوجد على اللوحة الأمامية مقياس الفولتميتر 5 ، والمليمتر 6 ، ومفتاح "الشبكة" ، والمنظم الحالي ، ومفتاح الضغط على زر لمقياس الفولتميتر في نطاقات 7 ، والذي يقوم في نفس الوقت بتبديل الفولتميتر من قياس انخفاض الجهد إلى قياس EMF. على التين. يتم إعطاء مخطط لقياس انخفاض الجهد U و EMF للمصدر الحالي. يتم توصيل المقاومة المتغيرة r في سلسلة بدائرة المصدر الحالي ، والتي تعمل كمقاومة داخلية للمصدر ، ويتم عرض مقبض المنظم ، "المنظم الحالي" ، على اللوحة الأمامية للجهاز. تسمح لك المقاومة المتغيرة r بضبط القوة الحالية في دائرة المصدر. يتيح لك هذا المخطط محاكاة تشغيل مصدر حالي بالتنظيم

5 7 مقاومة داخلية محكومة. الحمل الخارجي R هو مقاومة موصل متجانس ، يمكن تعديل طوله ، وبالتالي R ، عن طريق تحريك القوس المتحرك. عندما يكون المفتاح K مغلقًا ، ينشأ تيار كهربائي في الدائرة r rr. تتكون الدائرة من قسم غير متجانس r وقسم متجانس R. وفقًا للاتجاه المشار إليه للتيار ، نقوم بتدوين قوانين أوم للمقاطع المتجانسة K I R الأصلية وغير المتجانسة من الدائرة. للقسم R: φ φ IR. الشكل U و مخطط القياس للقسم εr: φ φ ξ Ir. بالنسبة لدائرة مغلقة تحتوي على أقسام متجانسة وغير متجانسة ، يمكن للمرء أن يكتب هذه المعادلات (φ φ) (φ φ) ξ I (R r) عن طريق إضافة هذه المعادلات. حصل على قانون أوم لدائرة مغلقة: ξ I (R r). (3) يمكن التعبير عن الفرق المحتمل φ φ مع الأخذ في الاعتبار () و (3) بالصيغة ξr φ φ. R r عند فتح المفتاح K (R = ، وأنا = 0) φ φ =. باستخدام قانون أوم للدائرة المغلقة ، يمكنك حساب المقاومة r لقسم غير متجانس بالصيغة ξ U r ، U = φ φ. (4) فكرة العمل هي فحص قانون أوم لدائرة مغلقة. لهذا الغرض ، يتم قياس انخفاض الجهد U عبر المقاومة R لموصل أسطواني متجانس بقيم مختلفة للتيار I المتدفق عبر قسم الدائرة. بناءً على قياسات U و I ، يتم إنشاء خاصية الجهد الحالي للموصل. يتم تعريف قيمة مقاومة الموصل على أنها ظل منحدر السمة المميزة للمحور 1. في الشكل. يوضح الشكل 3 خاصية الجهد الحالي للموصل: ΔU R tgα. (5) ∆ أنا

6 8 العلاقة الرسومية القائمة بين القيم U، I، R تعبر عن قانون أوم لقسم U متجانس من السلسلة: α ΔI ΔU I Pic. 3. خاصية فولت أمبير للموصل Δφ = U = IR. (6) في حالة وجود موصل أسطواني متجانس بقطر d وطول l والمقاومة الكهربائية ρ ، يمكن تحديد قيمة R بالصيغة l 4l R ρ ρ. (7) S πd إجراءات العمل المهمة الأولى. دراسة خصائص الجهد الحالي للموصل .. قم بعمل جدول للقياسات (جدول). الجدول I ، ma U ، V. اضغط على مفتاح الزر الانضغاطي (قياس U). 3. انقل الحامل المتحرك 4 إلى الوضع الأوسط (ل = 5 سم). 4. قم بتشغيل التثبيت في الشبكة. 5. استخدم المنظم الحالي لتعيين الحد الأدنى لقيمة القوة الحالية. 6. سجل قراءات الفولتميتر وجهاز قياس التيار في الجدول 7. قم بزيادة قوة التيار مع المنظم ، وأزل اعتماد U على I (5 0 قيم). 8. بناء خاصية الجهد الحالي. 9. احسب مقاومة الموصل باستخدام الرسم البياني باستخدام الصيغة (5). 0. معرفة مقاومة الموصل R بواسطة الصيغة (7) تحدد المقاومة الكهربائية ρ. قطر الموصل د = 0.36 مم. ارسم استنتاجًا.

7 9 المهمة الثانية. استقصاء تأثير مقاومة قسم من الدائرة على مقدار هبوط الجهد في المقطع .. اصنع جدولاً. قياسات. الجدول l ، cm U ، V. اضغط على مفتاح الزر الانضغاطي (قياس U). 3. اضبط الحامل المتحرك على الموضع l = 0 cm 4. قم بتوصيل الوحدة بالتيار الكهربائي. 5. استخدم المنظم الحالي لضبط القوة الحالية على 50 مللي أمبير. 6. سجل في الجدول. قراءات الفولتميتر U و l. 7. عن طريق زيادة طول الموصل l ، قم بإزالة اعتماد U على l ، مع الحفاظ على قيمة I = 50 مللي أمبير مع المنظم الحالي. 8. مؤامرة يو مقابل ل. 9. استنتاج. المهمة الثالثة. دراسة قانون أوم للدائرة المغلقة .. اصنع طاولة. 3 قياسات. الجدول 3 I، ma U، B R، Ohm r، Ohm، V I (R + r)، B 50. اضغط على الزر الانضغاطي (قياس U). 3. اضبط الحامل المتحرك على الموضع l = 5 cm 4. قم بتوصيل الوحدة بالتيار الكهربائي. 5. استخدم المنظم الحالي لضبط القوة الحالية على 50 مللي أمبير. 6. سجل قراءات الفولتميتر U في الجدول.اضغط على زر الضغط (قياس EMF). في هذه الحالة ، يتم توسيع نطاق قياس الفولتميتر. قيمة قسمة الفولتميتر في دائرة قياس EMF هي 0.5 فولت. قم بقياس قيمة EMF () وقم بتدوينها في الجدول خذ قيمة المقاومة R من نتائج القياس للمهمة 1. سجل النتيجة في الجدول احسب المقاومة القيمة r لقسم غير متجانس من الدائرة وفقًا للصيغة (4). سجل النتيجة في الجدول. 3.

8 0 0. تحقق من قانون أوم للدائرة المغلقة. للقيام بذلك ، أوجد قيمة I (R + r) ؛ قارن النتيجة بالقيمة المقاسة ، ارسم استنتاجًا. أسئلة الاختبار. صياغة قوانين أوم لدائرة مغلقة وقسم من الدائرة .. ما المعنى المادي لمصدر EMF؟ 3. كيف يمكن قياس EMF لمصدر مدرج في الدائرة؟ 4. لماذا تتميز مقاييس التيار الكهربائي بمقاومة منخفضة ومقاومة الفولتميتر عالية جدًا؟ 5. ما هي الشروط التي يجب أن يستوفيها جهاز التأريض؟ يشرح. 6. ما هي قيم المجال الكهربائي؟ 7. ما هي شدة المجال الكهربائي؟ 8. ما يسمى بالإمكانات؟ 9. ارسم مخططًا للتوصيل المتوازي والمتسلسل لمصدرين من مصادر التيار المستمر. 0. لأي غرض يتم توصيل المصادر الحالية في سلسلة؟ ما هو الغرض من ربط المصادر الحالية بالتوازي؟ في أي وحدات يتم قياس القوة الحالية ، كثافة التيار ، فرق الجهد ، الجهد ، EMF ، مقاومة التيار الكهربائي ، الموصلية؟ 3. ما هي المقاومة؟ 4. ما الذي يحدد مقاومة الموصل المعدني؟ 5. كيف يمكن إيجاد شدة المجال ، بمعرفة الإمكانات المقابلة لخطين متساويين الجهد المتجاورين ، والمسافة بينهما؟ 6. إقامة علاقة بين الإمكانات وقوة المجال. 7. استنتج قانون أوم المعمم في شكل متكامل من قانون أوم في شكل تفاضلي. قائمة ببليوغرافية. Detlaf A.A. دورة الفيزياء: كتاب مدرسي. مخصص للجامعات / A. A. Detlaf، B. M. Yavoursky M: Higher. school.، S .. Trofimova T. I. دورة الفيزياء: كتاب مدرسي. مخصص للجامعات / T. I. Trofimova M: العالي. المدارس. 3. Terentiev N. L. الكهرباء. الكهرومغناطيسية: كتاب مدرسي. مخصص / ن.ترينتيف خاباروفسك: دار نشر الخبر. حالة تقنية. un-ta، s.

جامعة ولاية موسكو التقنية "مامي" قسم مختبر الفيزياء. 04 دراسة قوانين العمل المباشر الحالي في موسكو 00 العمل المخبري.

إرشادات للعمل المخبري 1.7 المقاومة الكهربائية للمعادن Anikin AI ، Frolova LN. المقاومة الكهربائية للمعادن: إرشادات لتنفيذ المختبر

تحديد المقاومة المحددة للموصل. مقدمة. يسمى التيار الكهربائي بالحركة المنظمة للجسيمات المشحونة. هذه الجسيمات نفسها تسمى ناقلات التيار. في المعادن وأشباه الموصلات

4. العمل المخبري 22 التحقق من عدالة قانون OHMA. تحديد المقاومة المحددة للموصل أهداف العمل: 1) للتحقق من صحة قانون أوم. 2) تحديد المقاومة المحددة للموصل.

3 الغرض من العمل: 1. التعرف على بعض أجهزة القياس الكهربائية. 2. التعرف على إحدى طرق قياس المقاومة الكهربائية. المهمة: تحديد المقاومة الكهربائية للنيكل والكروم

العمل المخبري تحديد المقاومة الداخلية والمجالات الكهرومغناطيسية للمصدر. الغرض: التعرف على طرق تحديد خصائص المصدر الحالي. الأدوات والملحقات: المصدر الحالي المختبَر ،

العمل المخبري 3.4 قانون أوم لقسم غير متجانس من الدائرة 3.4.1. الغرض من العمل الغرض من العمل هو التعرف على النمذجة الحاسوبية لدارات التيار المستمر والتأكيد التجريبي

وزارة التعليم في الاتحاد الروسي معهد سيكتيفكار للغابات (فرع) التابع لأكاديمية سانت بطرسبرغ الحكومية لهندسة الغابات. S. M. Kirova قسم الفيزياء التحقق من قانون OHMA المنهجية

مخطط الخريطة للدراسة الموضوعية القوانين الحالية المباشرة معادلة الاستمرارية والحالة الثابتة الحالية الخصائص الحالية القوة الحالية J متجه الكثافة الحالية j الاقتران J و قانون أوم لقانون غير المتجانسة

عمل المختبر 3 دراسة التوصيل الكهربائي للمعادن مقدمة نظرية الموصلية الكهربائية للمعادن إذا تم الحفاظ على فرق جهد ثابت في نهايات الموصل ، ثم داخل الموصل

التيار الكهربائي المباشر التعريفات الأساسية التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية (ناقلات التيار) تحت تأثير قوى المجال الكهربائي. في المعادن ، الناقلات الحالية

الأهداف عمل المعمل 3 دراسة قانون أوم المعمم وقياس القوة الدافعة الكهربائية بطريقة التعويض 1. دراسة اعتماد فرق الجهد في قسم الدائرة الذي يحتوي على EMF على القوة

القسم الثاني محاضرة التيار الكهربائي المباشر 0 أسئلة التيار الكهربائي المباشر. حركة الشحنات في مجال كهربائي. كهرباء. شروط حدوث التيار الكهربائي. قانون أوم ل

أسباب التيار الكهربائي المستمر لا تسبب الأجسام المشحونة مجالًا إلكتروستاتيكيًا فحسب ، بل تسبب أيضًا تيارًا كهربائيًا. في هاتين الظاهرتين ، هناك

العمل في المختبر دراسة قانون أوم. تحديد المقاومة المحددة للموصل الغرض من العمل: دراسة اعتماد الجهد في نهايات الموصل على طوله عند مرور تيار ثابت

سافرونوف ف. 0 التيار الكهربائي المباشر - الفصل التيار الكهربائي المباشر .. المفاهيم والتعريفات الأساسية يسمى التيار الكهربائي بالحركة المنظمة للشحنات. يُعتقد أن التيار يتدفق من الموجب إلى

الفصل 9 التيار الكهربائي المباشر 75 التيار الكهربائي والقوة وكثافة التيار الكهروديناميكي هو قسم من الكهرباء يتعامل مع العمليات والظواهر التي تسببها حركة الكهرباء

التيار الكهربائي المباشر المحاضرة 1 محتوى المحاضرة: معادلة استمرارية التيار الكهربائي القوة الدافعة الكهربائية 2 التيار الكهربائي التيار الكهربائي المرتب حركة الشحنات الكهربائية

وزارة التربية والعلوم في الاتحاد الروسي جامعة ولاية قازان للهندسة المعمارية والبناء قسم الفيزياء DC الدوائر العمل المخبري 78 المبادئ التوجيهية

عمل المختبر 3 دراسة قانون أوم العام وقياس قوة المحرك الكهربائي بطريقة التعويض الغرض من العمل: دراسة اعتماد فرق الجهد في قسم الدائرة الذي يحتوي على الكهرومغناطيسي على القوة

وزارة التعليم والعلوم في روسيا المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي "جامعة ولاية إيركوتسك" (FGBOU VPO "IGU") 4-5 حساب المعلمات

محاضرة قوانين التيار المباشر 2.4. التيار الكهربائي المباشر 1. أسباب التيار الكهربائي. 2. كثافة التيار. 3. معادلة الاستمرارية. 4. القوى الخارجية و EDS 5. قانون أوم غير متجانس

المحاضرة 8 التيار الكهربائي المباشر مفهوم التيار الكهربائي.

قياس المقاومة الكهربائية المحددة للموصل المعدني الغرض من العمل: 1. تحقق من قانون أوم بحثًا عن موصل متجانس. 2. تحقق من خطية اعتماد المقاومة على طول متجانسة

3 الغرض من العمل: الإلمام بأساليب قياس وحساب المجال المغناطيسي. المهمة: تحديد ثابت مستشعر القاعة ؛ قياس المجال المغناطيسي على محور الملف اللولبي. الأجهزة والملحقات: كاسيت FPE-04 ،

II. التيار الكهربائي المباشر 2.1 خصائص التيار الكهربائي: القوة وكثافة التيار التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية. يمكن أن تكون الموصلات الحالية

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي

العمل في المختبر 4 دراسة قانون أوم في قسم الدائرة الذي يحتوي على EMF والغرض من العمل هو دراسة اعتماد الاختلاف المحتمل في قسم الدائرة الذي يحتوي على EMF على القوة الحالية ؛ تعريف الكهربائية

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي جامعة أورال الفيدرالية سميت على اسم أول رئيس لروسيا بي إن يلتسين قياس المقاومة الكهربائية لموصل معدني منهجي

10 التيار الكهربائي المباشر. قانون أوم التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة (الموجهة) للجسيمات المشحونة في الفضاء. في هذا الصدد ، يتم استدعاء الرسوم المجانية أيضًا

"القوانين الحالية المباشرة". يسمى التيار الكهربائي بالحركة المنظمة الموجهة للجسيمات المشحونة. هناك شرطان ضروريان لوجود التيار: وجود رسوم مجانية ؛ وجود خارجي

المحاضرة 4. خصائص التيار الكهربائي المباشر. القوة والكثافة الحالية. انخفاض محتمل على طول الموصل الحامل للتيار. أي حركة مرتبة للشحنات تسمى التيار الكهربائي. ناقلات

قوانين التيار المباشر الموصلات في مجال إلكتروستاتيكي E = 0 E = grad φ φ = const S DdS = i q i = 0 الموصلات في مجال إلكتروستاتيكي موصل محايد يتم إدخاله في مجال إلكتروستاتيكي ،

أعمال المختبر الحالية الكهربائية 1 قياس المقاومة الكهربائية المحددة للموصل الغرض من العمل: دراسة طريقة قياس المقاومة باستخدام مقياس التيار الكهربائي ومقياس الفولتميتر ؛ البعد

عمل المختبر 0 دس. قانون أوم. الغرض من العمل ومحتواه الغرض من العمل هو تحليل قانون أوم لقسم دائرة يحتوي على موصل ومصدر حالي. المهمة هي القياس

وزارة التعليم في الاتحاد الروسي جامعة تومسك للفنون التطبيقية قسم الفيزياء النظرية والتجريبية دراسة إرشادات قانون OHMA لتنفيذ مختبر افتراضي

الفيزياء العامة. كهرباء. محاضرات 8 9. التيار الكهربائي المباشر مفهوم شروط التيار الكهربائي لحدوث ووجود تيار التوصيل الحالي. معادلة استمرارية متجه الكثافة الحالية

المحاضرة 1 تيار التوصيل. قانون أوم لقسم متجانس من الدائرة. التوصيل المتوازي والمتسلسل للموصلات تيار التوصيل. كثافة التيار. تعريف القوة الحالية. يسمى تيار التوصيل

العمل المخبري 4 التحقيق في خصائص مصدر DC دليل منهجي موسكو 04. الغرض من العمل المخبري دراسة خصائص مصدر التيار المستمر والتعريفات

العمل المخبري 2 بحث في الحقول الكهروستاتيكية الغرض من العمل هو إيجاد وبناء أسطح متساوية الجهد وخطوط قوة للمجال الكهربائي بين قطبين من الشكل العشوائي ؛ حدد

وزارة التربية والتعليم في جمهورية بيلاروسيا المؤسسة التعليمية "جامعة موغيليف للأغذية" قسم الفيزياء الذي يدرس القوانين الحالية المباشرة. قياس مقاومة الجسور

وزارة التربية والعلوم في الاتحاد الروسي جامعة ولاية قازان للهندسة المعمارية والبناء قسم الفيزياء والهندسة الكهربائية والأتمتة عمل مختبر 31 "طريقة الجسر"

قانون OHM لجزء غير متجانس من الدائرة اعتماد الكثافة الحالية على سرعة انجراف الشحنات المجانية. S ك أنا 1 j I S k، (1) حيث أنا هي القوة

الوكالة الفيدرالية للتعليم المؤسسة التعليمية الحكومية للتعليم المهني العالي "جامعة ولاية المحيط الهادئ" تحديد تحريض الملف منهجي

العمل في المختبر 73 تحديد المقاومة المحددة لقائد المعادن 1. الغرض من العمل ومحتواه. الغرض من العمل هو التعرف على طريقة قياس مقاومة المعدن

عمل المختبر 3-7: قياس قوى الدفع الكهربائي للخلايا الجلفانية بطريقة التعويض

الغرض من العمل: التعرف على إحدى طرق قياس المقاومة الكهربائية للمقاومات. تحقق من قواعد إضافة المقاومات للطرق المختلفة لتوصيل المقاومات. المهمة: بناء تخطيطي

1 عمل المختبر 1 قياس قوة القيادة الكهربائية بطريقة التعويض الغرض من العمل: دراسة طريقة التعويض لقياس المجالات الكهرومغناطيسية للمصدر. قياس EMF لخلية كلفانية. الأدوات والإكسسوارات:

وزارة التعليم والعلوم في روسيا المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي "جامعة أوختا الحكومية التقنية" (USTU) 8 تحديد الموصلية الكهربائية

العمل المخبري 2.4. تطبيق قانون أوم لدارات التيار المستمر (انظر أيضًا ص 106 من "ورشة العمل") 1 المهام التجريبية المحددة في العمل: - تحديد قيم مقاومين غير معروفين

المؤسسة التعليمية الفيدرالية التابعة للوكالة التعليمية للتعليم العالي "جامعة ولاية سامراء التقنية" قسم "الفيزياء والفيزياء العامة لإنتاج النفط والغاز"

1 4 الحث الكهرومغناطيسي 41 قانون الحث الكهرومغناطيسي قاعدة لينز في عام 1831 ، اكتشف فاراداي واحدة من أكثر الظواهر الأساسية في الديناميكا الكهربائية ، وهي ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي: في

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم العالي "جامعة ولاية كورغان" قسم "الفيزياء العامة"

موضوع 12. التيار الكهربائي المباشر 1. التيار الكهربائي وقوة التيار. حاملات الشحنة الحرة (الإلكترونات و / أو الأيونات) الموجودة في مادة ما تتحرك بشكل عشوائي في الحالة الطبيعية. إذا قمت بإنشاء ملف

الوكالة الفيدرالية للتعليم GOU VPO جامعة ولاية أورال التقنية - أسئلة UPI DC للتحكم المبرمج في الفيزياء للطلاب من جميع أشكال التعليم للجميع

عمل 0 محاكاة مجال كهربائي موازٍ للطائرة في جداول موصلة الغرض من العمل. احصل على صورة تجريبية لإمكانيات كهربائية متساوية ، وابني خطوط توتر عليها

العمل المختبري N 5 دراسة قوانين الغرض من العمل الحالي المباشر 1. اكتساب المهارات العملية عند العمل بأبسط أدوات القياس الكهربائية. 2. دراسة قوانين التدفق الكهربائي

جامعة موسكو MV Lomonosov موسكو الحكومية كلية الفيزياء قسم مختبر الفيزياء العامة p ractice في الفيزياء العامة (الكهرباء والمغناطيسية)

المحاضرة 25 التيار الكهربائي المباشر. القوة والكثافة الحالية. قانون أوم لقسم متجانس من الدائرة. العمل والقوة الحالية. قانون جول لينز. قانون أوم لقسم غير متجانس من سلسلة. قواعد كيرشوف.

تيار كهربائي ثابت قوة التيار كثافة التيار التيار الكهربائي هو حركة منظمة من الشحنات الكهربائية تسمى هذه الشحنات ناقلات التيار في المعادن وأشباه الموصلات ، ناقلات التيار

3. العمل المخبري 21 دراسة للمجال الكهروستاتيكي أهداف العمل: 1) فحص المجال الكهربائي شبه الثابت بشكل تجريبي ، وبناء صورة للأسطح والخطوط متساوية الجهد

معادلة استمرارية الاختبار أو معادلة الاستمرارية (تابع) إدراج اختياري

العمل المخبري حول تحديد مقاومة الموصل. مقدمة. التيار الكهربائي هو حركة منظمة للجسيمات المشحونة. مع نفسها ، تسمى هذه الجسيمات ناقلات التيار. في المعادن

مؤسسة التعليم العالي الحكومية "جامعة دونتسك الوطنية التقنية" قسم الفيزياء تقرير عن العمل المخبري 7 دراسة التفريغ التجريبي للمكثف وتحديده

عمل المختبر 3 دراسة خصائص المصدر الحالي الغرض من العمل: دراسة تبعيات الطاقة الحالية والإجمالية والمفيدة ، وكفاءة المصدر على مقاومة الحمل ؛

DIRECT CURRENT 2008 الدائرة تتكون من مصدر تيار مع EMF 4.5V ومقاومة داخلية r = 0.5 أوم وموصلات بمقاومة = 4.5 أوم و 2 = أوم العمل الذي يقوم به التيار في الموصل في 20 الدقيقة تساوي r ε

عمل المختبر 5 قياس مقاومة الموصلات الغرض من العمل: دراسة طرق قياس المقاومة ، دراسة قوانين التيار الكهربائي في الدوائر ذات التوصيل المتسلسل والمتوازي

قانون OHM لجزء غير متجانس من الدائرة اعتماد الكثافة الحالية على سرعة انجراف الشحنات المجانية. الكثافة الحالية هي متجه تحدده العلاقة الشكل. 1 أين هي القوة الحالية في المنطقة ، المنطقة

عمل معمل الكهرباء الساكنة 1.1 دراسة المجال الكهروستاتيكي بطريقة المحاكاة الغرض من العمل: دراسة تجريبية للمجال الكهروستاتيكي عن طريق المحاكاة. معدات.

عند تصميم الدوائر وإصلاحها لأغراض مختلفة ، يجب مراعاة قانون أوم للدائرة الكاملة. لذلك ، أولئك الذين سيفعلون هذا ، من أجل فهم أفضل للعمليات ، يجب أن يكون هذا القانون معروفًا. تنقسم قوانين أوم إلى فئتين:

• لقسم منفصل من الدائرة الكهربائية ؛
• لدائرة مغلقة كاملة.

في كلتا الحالتين ، يتم أخذ المقاومة الداخلية في هيكل مصدر الطاقة في الاعتبار. في الحسابات الحسابية ، يتم استخدام قانون أوم للدائرة المغلقة وتعريفات أخرى.

أبسط دارة بمصدر EMF

لفهم قانون أوم لدائرة كاملة ، من أجل توضيح الدراسة ، يتم النظر في أبسط دائرة بأقل عدد من العناصر ، EMF وحمل مقاوم نشط. يمكن إضافة أسلاك التوصيل إلى المجموعة. تعتبر بطارية السيارة بجهد 12 فولت مثالية لإمداد الطاقة ، فهي تعتبر مصدر EMF بمقاومتها الخاصة في العناصر الهيكلية.

يتم لعب دور الحمل بواسطة المصباح المتوهج العادي مع خيوط التنغستن ، والتي تتمتع بمقاومة عدة عشرات من الأوم. هذا الحمل يحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة. يتم إنفاق نسبة قليلة فقط على انبعاث تيار من الضوء. عند حساب هذه الدوائر ، يتم استخدام قانون أوم للدائرة المغلقة.

مبدأ التناسب

دراسات تجريبية في عملية قياس الكميات بقيم مختلفة لمعلمات الدائرة الكاملة:

• القوة الحالية - أنا أ ؛
• مقاومات البطارية والحمل - R + r تقاس بالأوم ؛
• EMF - المصدر الحالي ، يُشار إليه على أنه E. يقاس بالفولت

لوحظ أن القوة الحالية تتناسب طرديا مع EMF وتتناسب عكسيا مع مجموع المقاومة المغلقة في سلسلة في الدائرة. جبريًا ، نصوغ هذا على النحو التالي:

المثال المدروس لدائرة ذات دائرة مغلقة - مع مصدر طاقة واحد وعنصر مقاومة تحميل خارجي على شكل مصباح به خيوط متوهجة. عند حساب الدوائر المعقدة بعدة دوائر والعديد من عناصر التحميل ، يتم تطبيق قانون أوم على الدائرة بأكملها والقواعد الأخرى. على وجه الخصوص ، تحتاج إلى معرفة قوانين كيرهوف ، وفهم ما هي الشبكات ذات المحطتين ، ورباعية الأقطاب ، وعقد المنفذ ، والفروع الفردية. يتطلب هذا دراسة تفصيلية في مقال منفصل ؛ في وقت سابق من هذه الدورة ، تم تدريس TERC (نظرية الدوائر الكهربائية والراديو) في المعاهد لمدة عامين على الأقل. لذلك ، نقصر أنفسنا على تعريف بسيط فقط لدائرة كهربائية كاملة.

ملامح المقاومة في إمدادات الطاقة

مهم!إذا رأينا مقاومة اللولب على المصباح في الرسم التخطيطي والتصميم الحقيقي ، فإن المقاومة الداخلية في تصميم البطارية الجلفانية ، أو المجمع ، غير مرئية. في الحياة الواقعية ، حتى إذا قمت بتفكيك البطارية ، فمن المستحيل العثور على المقاومة ، فهي غير موجودة كجزء منفصل ، وأحيانًا يتم عرضها على المخططات.

يتم إنشاء المقاومة الداخلية على المستوى الجزيئي. المواد الموصلة للبطارية أو مصدر طاقة مولد آخر مع مقوم ليست موصلة بنسبة 100٪. توجد دائمًا عناصر بها جزيئات من مادة عازلة أو معادن ذات موصلية أخرى ، مما يؤدي إلى فقدان التيار والجهد في البطارية. بالنسبة للمراكم والبطاريات ، يتم عرض تأثير مقاومة العناصر الهيكلية على حجم الجهد والتيار عند الخرج بشكل أوضح. تحدد قدرة المصدر على توصيل الحد الأقصى من التيار درجة نقاء تركيبة العناصر الموصلة والإلكتروليت. كلما كانت المواد أنقى ، انخفضت قيمة r ، ينتج مصدر EMF مزيدًا من التيار. وعلى العكس من ذلك ، في وجود الشوائب ، يكون التيار أقل ، ويزيد r.

في مثالنا ، تحتوي البطارية على EMF بقوة 12 فولت ، ومصباح كهربائي متصل بها ، قادر على استهلاك طاقة 21 وات ، في هذا الوضع ، يسخن ملف المصباح حتى الحد الأقصى المسموح به من التوهج. تتم كتابة صياغة التيار الذي يمر عبره على النحو التالي:

أنا \ u003d P \ U \ u003d 21 واط / 12 فولت \ u003d 1.75 أ.

في هذه الحالة ، يحترق المصباح الحلزوني بنصف حرارة ، سنكتشف سبب هذه الظاهرة. لحسابات مقاومة الحمل الكلي (ر + ص) تطبيق قوانين أوم على الأقسام الفردية للدوائر ومبادئ التناسب:

(R + r) \ u003d 12 \ 1.75 = 6.85 أوم.

السؤال الذي يطرح نفسه هو كيفية استخراج قيمة r من مجموع المقاومة. يُسمح بالخيار - لقياس مقاومة المصباح الحلزوني بمقياس متعدد ، وطرحه من الإجمالي والحصول على قيمة r - EMF. لن تكون هذه الطريقة دقيقة - عندما يتم تسخين اللولب ، تغير المقاومة قيمتها بشكل كبير. من الواضح أن المصباح لا يستهلك الطاقة المعلنة في خصائصه. من الواضح أن الجهد والتيار لتسخين الملف صغيران. لمعرفة السبب ، دعنا نقيس انخفاض الجهد على البطارية مع توصيل الحمل ، على سبيل المثال ، سيكون 8 فولت. افترض أن مقاومة الملف محسوبة باستخدام مبادئ التناسب:

U / I \ u003d 12V / 1.75A = 6.85 أوم.

عندما ينخفض ​​الجهد ، تظل مقاومة المصباح ثابتة ، في هذه الحالة:

• أنا \ u003d U / R \ u003d 8V / 6.85 أوم \ u003d 1.16 A عند 1.75A المطلوبة ؛
• الخسارة الحالية \ u003d (1.75 -1.16) = 0.59A ؛
• الجهد = 12 فولت - 8 فولت = 4 فولت.

سيكون استهلاك الطاقة P = UxI = 8V x 1.16A = 9.28 W بدلاً من 21 W. اكتشف أين تذهب الطاقة. لا يمكن أن تتجاوز الحلقة المغلقة ، تبقى الأسلاك وتصميم مصدر EMF فقط.

مقاومة EMF -صيمكن حسابها باستخدام القيم المفقودة للجهد والتيار:

ص \ u003d 4 فولت / 0.59 أمبير = 6.7 أوم.

اتضح أن المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة "تلتهم" نصف الطاقة المخصصة لنفسها ، وهذا بالطبع ليس طبيعياً.

يحدث هذا في البطاريات القديمة المستهلكة أو المعيبة. يحاول المصنعون الآن مراقبة جودة ونقاء المواد الحاملة الحالية المستخدمة لتقليل الخسائر. من أجل توفير الطاقة القصوى للحمل ، تتحكم تقنيات تصنيع مصدر EMF في أن القيمة لا تتجاوز 0.25 أوم.

من خلال معرفة قانون أوم للدائرة المغلقة ، باستخدام افتراضات التناسب ، يمكنك بسهولة حساب المعلمات الضرورية للدوائر الكهربائية لتحديد العناصر المعيبة أو تصميم دوائر جديدة لأغراض مختلفة.

فيديو

العمل المخبري №10. "دراسة قانون أوم لدائرة كاملة - 3 طرق." الغرض من العمل: دراسة قانون أوم لدائرة كاملة. مهام العمل: تحديد المجالات الكهرومغناطيسية والمقاومة الداخلية لمصدر التيار المستمر من خلال خاصية الجهد الحالي ؛ دراسة الاعتماد الرسومي للقوة المنبعثة في الدائرة الخارجية على مقدار التيار الكهربائي P  f I . المعدات: مصدر التيار المباشر ، مقياس التيار الكهربائي ، الفولتميتر ، أسلاك التوصيل ، المفتاح ، المتغير المتغير. نظرية وطريقة أداء العمل: قانون أوم I  Rr لدائرة كاملة I  Rr. دعونا نحول    I  R  r   I  R  I  r  U  I  r    U  I  r  U    I  r. وبالتالي ، فإن اعتماد الجهد عند خرج مصدر التيار المستمر على مقدار قوة التيار (خاصية الجهد) له الشكل (انظر الشكل 1): شكل. 1 تحليل خاصية الجهد الحالي لمصدر التيار المستمر: 1) للنقطة C: I = 0 ، ثم U    0  r   2) للنقطة D: U = 0 ، ثم 0    I  r    I  r  I  3) tg  U   r I ماس كهربائى   I ماس كهربائى r   I  r   I    I 2  r. لذلك ، فإن الاعتماد البياني P  f I هو قطع مكافئ ، تتجه فروعه إلى الأسفل (انظر الشكل 2). أرز. 2 تحليل الاعتماد البياني P f I  (انظر الشكل 3): شكل. 3 1) للنقطة B: P = 0 ، ثم 0  I   I 2  r  0    I  r  I   r  I k.z. ، بمعنى آخر. الحد الأقصى t.B يتوافق مع تيار الدائرة القصيرة ؛ 2) لأن القطع المكافئ متماثل ، ثم الحد الفاصل t.A هو نصف تيار الدائرة القصيرة I  3) لأن في t.A I  I k.   ، والإحداثي يتوافق مع قيمة الطاقة القصوى ؛ 2 2r  Rr و I  2r ، ثم بعد التحولات نحصل على R = r - الحالة التي بموجبها تأخذ الطاقة الصادرة في الدائرة الخارجية بمصدر تيار مباشر القيمة القصوى ؛ 2     r  4) قيمة القدرة القصوى P  I 2  R  .  4r 2r 2 التشغيل: 1. قم بتوصيل الفولتميتر بأطراف مصدر التيار المستمر (انظر الشكل 4). يتم أخذ الجهد الموضح بواسطة الفولتميتر كقيمة EMF لمصدر التيار المستمر ويعتبر مرجعاً لهذا العمل المخبري. اكتب النتيجة بالصيغة:  (U ± U) V. خذ الخطأ المطلق الذي يساوي قيمة قسمة الفولتميتر. أرز. 4 2. قم بتجميع الإعداد التجريبي وفقًا للمخطط الموضح في الشكل 5: التين. 5 3. قم بإجراء سلسلة من 5-10 تجارب ، بحركة سلسة لمنزلق مقاومة متغيرة ، أدخل نتائج القياس في الجدول: الجهد الحالي I U A B 4. بناءً على البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها ، قم ببناء خاصية الجهد الحالي لمصدر التيار المستمر. 5. حدد القيمة المحتملة للمجال الكهرومغناطيسي لمصدر التيار المستمر والتيار الكهربائي القصير. 6. تطبيق طريقة المعالجة الرسومية للبيانات والحسابات التجريبية لحساب المقاومة الداخلية لمصدر التيار المستمر. 7. اعرض نتائج الحسابات بالصيغة:  EMF لمصدر التيار المستمر:  (avg ± avg) V؛  المقاومة الداخلية لمصدر التيار المستمر: r = (rav ± rav) أوم. 8. قم ببناء تبعية بيانية U  f I  في Microsoft Excel ، باستخدام معالج الرسم البياني مع إضافة خط اتجاه وإشارة إلى معادلة الخط المستقيم. بناءً على المعلمات الرئيسية للمعادلة ، حدد القيمة المحتملة لـ EMF لمصدر تيار مباشر ، تيار ماس كهربائى ومقاومة داخلية. 9. على المحاور العددية ، حدد نطاق قيم EMF ، والمقاومة الداخلية لمصدر تيار مباشر وتيار ماس كهربائى ، تم الحصول عليها من خلال طرق مختلفة للتحديد. 10. تحقق من القدرة المنبعثة في الدائرة الخارجية من مقدار التيار الكهربائي. للقيام بذلك ، املأ الجدول وقم ببناء تبعية بيانية P  f I : القوة الحالية Power I P A W 11. وفقًا للرسم البياني ، حدد قيمة الطاقة القصوى ، تيار الدائرة القصيرة ، المقاومة الداخلية للمصدر الحالي و EMF. 12. من الممكن بناء تبعية بيانية P f I  في Microsoft Excel ، باستخدام معالج الرسم البياني مع إضافة خط اتجاه متعدد الحدود بدرجة 2 ، تقاطع المنحنى مع محور OY (P) في الأصل والإشارة إلى المعادلة على الرسم التخطيطي. بناءً على المعلمات الرئيسية للمعادلة ، حدد قيمة الطاقة القصوى ، تيار الدائرة القصيرة ، المقاومة الداخلية للمصدر الحالي و EMF. 13. صياغة استنتاج عام حول العمل.

قانون أوم للدائرة الكاملة هو قانون تجريبي (تم الحصول عليه من التجربة) يحدد العلاقة بين القوة الحالية والقوة الدافعة الكهربائية (EMF) والمقاومة الخارجية والداخلية في الدائرة.

عند إجراء دراسات حقيقية للخصائص الكهربائية لدارات التيار المستمر ، من الضروري مراعاة مقاومة المصدر الحالي نفسه. وهكذا ، في الفيزياء ، يتم الانتقال من مصدر تيار مثالي إلى مصدر حالي حقيقي ، له مقاومته الخاصة (انظر الشكل 1).

أرز. 1. صورة من المصادر الحالية المثالية والحقيقية

يتطلب النظر في مصدر حالي بمقاومته الخاصة استخدام قانون أوم لدائرة كاملة.

نصيغ قانون أوم لدائرة كاملة على النحو التالي (انظر الشكل 2): القوة الحالية في دائرة كاملة تتناسب طرديًا مع EMF وتتناسب عكسيًا مع المقاومة الكلية للدائرة ، حيث تُفهم المقاومة الإجمالية على أنها المجموع المقاومات الخارجية والداخلية.

أرز. 2. مخطط قانون أوم لدائرة كاملة.

• R - المقاومة الخارجية [أوم] ؛
• r هي مقاومة مصدر EMF (داخلي) [أوم] ؛
• أنا - القوة الحالية [A] ؛
• ε - EMF للمصدر الحالي [V].

دعنا نفكر في بعض المهام في هذا الموضوع. عادةً ما تُعطى مهام قانون أوم للدائرة الكاملة للطلاب في الصف 10 حتى يتمكنوا من فهم الموضوع المحدد بشكل أفضل.

حدد القوة الحالية في دائرة بها مصباح كهربائي ، ومقاومة 2.4 أوم ومصدر تيار كهرومغناطيسي هو 10 فولت ومقاومة داخلية 0.1 أوم.

حسب تعريف قانون أوم لدائرة كاملة ، فإن القوة الحالية هي:

II. حدد المقاومة الداخلية لمصدر تيار مع EMF قدره 52 فولت. إذا كان معروفًا أنه عند توصيل هذا المصدر الحالي بدائرة بمقاومة 10 أوم ، فإن مقياس التيار الكهربائي يظهر قيمة 5 أ.

نكتب قانون أوم لدائرة كاملة ونعبر عن المقاومة الداخلية منه:

ثالثا. ذات مرة سأل تلميذ مدرس فيزياء: "لماذا البطارية منخفضة؟" كيف تجيب بشكل صحيح على هذا السؤال؟

نحن نعلم بالفعل أن للمصدر الحقيقي مقاومته الخاصة ، والتي ترجع إما إلى مقاومة المحاليل المنحل بالكهرباء للخلايا والبطاريات الجلفانية ، أو مقاومة الموصلات للمولدات. وفقًا لقانون أوم لدائرة كاملة:

لذلك ، يمكن أن ينخفض ​​التيار في الدائرة إما بسبب انخفاض في EMF أو بسبب زيادة المقاومة الداخلية. قيمة EMF للبطارية ثابتة تقريبًا. لذلك ، يتم تقليل التيار في الدائرة بزيادة المقاومة الداخلية. لذا ، فإن "البطارية" تستقر ، حيث تزداد مقاومتها الداخلية.