Uma corrente elétrica em um condutor surge sob a influência de um campo elétrico que faz com que partículas carregadas livres entrem em movimento direcionado. Criar uma corrente de partículas é um problema sério. Construir tal dispositivo que manterá a diferença de potencial do campo por muito tempo em um estado é uma tarefa, cuja solução acabou por estar ao alcance da humanidade apenas no final do século XVIII.

Primeiras tentativas

As primeiras tentativas de "acumular eletricidade" para sua pesquisa e uso posteriores foram feitas na Holanda. O alemão Ewald Jurgen von Kleist e o holandês Peter van Muschenbrook, que conduziram suas pesquisas na cidade de Leiden, criaram o primeiro capacitor do mundo, mais tarde chamado de "frasco de Leyden".

O acúmulo de carga elétrica já ocorreu sob a ação do atrito mecânico. Era possível usar uma descarga através de um condutor por um certo período de tempo bastante curto.

A vitória da mente humana sobre uma substância tão efêmera como a eletricidade acabou sendo revolucionária.

Infelizmente, a descarga (a corrente elétrica criada pelo capacitor) durou tão pouco que não pôde ser criada. Além disso, a tensão fornecida pelo capacitor diminui gradualmente, o que impossibilita a obtenção de uma corrente contínua.

Era preciso procurar outro caminho.

Primeira fonte

As experiências do italiano Galvani sobre o estudo da "eletricidade animal" foram uma tentativa original de encontrar uma fonte natural de corrente na natureza. Enquanto pendurava as pernas de sapos dissecados em ganchos de metal de uma treliça de ferro, ele chamou a atenção para a reação característica das terminações nervosas.

No entanto, as descobertas de Galvani foram refutadas por outro italiano, Alessandro Volta. Interessado na possibilidade de obter eletricidade de organismos animais, realizou uma série de experimentos com sapos. Mas sua conclusão acabou sendo o oposto das hipóteses anteriores.

Volta chamou a atenção para o fato de que um organismo vivo é apenas um indicador de uma descarga elétrica. Quando a corrente passa, os músculos das pernas se contraem, indicando uma diferença de potencial. A fonte do campo elétrico era o contato de metais diferentes. Quanto mais distantes estiverem em uma série de elementos químicos, maior será o efeito.

Placas de metais diferentes, forradas com discos de papel impregnados com uma solução eletrolítica, criaram a diferença de potencial necessária por muito tempo. E que seja baixo (1,1 V), mas a corrente elétrica pode ser investigada por um longo tempo. O principal é que a tensão permaneceu inalterada por tanto tempo.

O que está acontecendo

Por que esse efeito é causado em fontes chamadas "células galvânicas"?

Dois eletrodos de metal colocados em um dielétrico desempenham papéis diferentes. Um fornece elétrons, o outro os aceita. O processo de reação redox leva ao aparecimento de um excesso de elétrons em um eletrodo, que é chamado de pólo negativo, e uma deficiência no segundo, denotaremos como pólo positivo da fonte.

Nas células galvânicas mais simples, as reações oxidativas ocorrem em um eletrodo e as reações de redução ocorrem no outro. Os elétrons chegam aos eletrodos do lado de fora do circuito. O eletrólito é o condutor de corrente dos íons dentro da fonte. A força de resistência governa a duração do processo.

Elemento de cobre e zinco

É interessante considerar o princípio de funcionamento das células galvânicas usando o exemplo de uma célula galvânica de cobre-zinco, cuja ação se deve à energia do zinco e do sulfato de cobre. Nesta fonte, uma placa de cobre é colocada em uma solução e um eletrodo de zinco é imerso em uma solução de sulfato de zinco. As soluções são separadas por um espaçador poroso para evitar a mistura, mas devem estar em contato.

Se o circuito estiver fechado, a camada superficial de zinco é oxidada. No processo de interação com o líquido, os átomos de zinco, transformados em íons, aparecem na solução. Os elétrons são liberados no eletrodo, que pode participar da geração de corrente.

Chegando ao eletrodo de cobre, os elétrons participam da reação de redução. A partir da solução, os íons de cobre entram na camada superficial; no processo de redução, eles se transformam em átomos de cobre, depositando-se na placa de cobre.

Para resumir o que está acontecendo: o processo de funcionamento de uma célula galvânica é acompanhado pela transferência de elétrons do agente redutor para o agente oxidante ao longo da parte externa do circuito. As reações ocorrem em ambos os eletrodos. Uma corrente de íons flui dentro da fonte.

Dificuldades de uso

Em princípio, qualquer uma das possíveis reações redox pode ser usada em baterias. Mas não há tantas substâncias capazes de trabalhar em elementos tecnicamente valiosos. Além disso, muitas reações requerem substâncias caras.

As baterias modernas têm uma estrutura mais simples. Dois eletrodos colocados em um eletrólito enchem o recipiente - o estojo da bateria. Tal características de design simplificar a estrutura e reduzir o custo das baterias.

Qualquer célula galvânica é capaz de criar corrente contínua.

A resistência da corrente não permite que todos os íons alcancem os eletrodos ao mesmo tempo, então o elemento funciona por um longo tempo. As reações químicas da formação de íons mais cedo ou mais tarde param, o elemento é descarregado.

A fonte de corrente é de grande importância.

Uma palavra sobre resistência

O uso da corrente elétrica, sem dúvida, trouxe o progresso científico e tecnológico a um novo patamar, deu-lhe um impulso gigantesco. Mas a força de resistência ao fluxo da corrente atrapalha esse desenvolvimento.

Por um lado, a corrente elétrica tem propriedades inestimáveis ​​usadas na vida cotidiana e na tecnologia, por outro lado, há uma oposição significativa. A física, como ciência da natureza, tenta estabelecer um equilíbrio, alinhar essas circunstâncias.

A resistência da corrente surge devido à interação de partículas eletricamente carregadas com a substância através da qual elas se movem. É impossível excluir este processo em condições normais de temperatura.

Resistência

A fonte de corrente e a resistência da parte externa do circuito são de natureza ligeiramente diferente, mas o mesmo nesses processos é o trabalho realizado para mover a carga.

O trabalho em si depende apenas das propriedades da fonte e seu conteúdo: as qualidades dos eletrodos e eletrólitos, bem como das partes externas do circuito, cuja resistência depende dos parâmetros geométricos e das características químicas do material. Por exemplo, a resistência de um fio metálico aumenta com o aumento de seu comprimento e diminui com a expansão da área da seção transversal. Ao resolver o problema de como reduzir a resistência, a física recomenda o uso de materiais especializados.

Trabalho atual

De acordo com a lei de Joule-Lenz, a quantidade de calor liberada nos condutores é proporcional à resistência. Se a quantidade de calor denotar Q ext. , intensidade da corrente I, seu tempo de fluxo t, então temos:

• Q int. = I 2 r t,

onde r é a resistência interna da fonte de corrente.

Em todo o circuito, incluindo suas partes internas e externas, a quantidade total de calor será liberada, cuja fórmula é:

• Q total \u003d I 2 r t + I 2 R t \u003d I 2 (r + R) t,

Sabe-se como a resistência é denotada na física: um circuito externo (todos os elementos, exceto a fonte) tem resistência R.

Lei de Ohm para um circuito completo

Levamos em conta que o trabalho principal é feito por forças externas dentro da fonte de corrente. Seu valor é igual ao produto da carga transportada pelo campo e a força eletromotriz da fonte:

• q E = I 2 (r + R) t.

percebendo que a carga é igual ao produto da intensidade da corrente e o tempo de seu fluxo, temos:

• E = I (r + R).

De acordo com as relações de causa e efeito, a lei de Ohm tem a forma:

• I = E: (r + R).

Em um circuito fechado, é diretamente proporcional à EMF da fonte de corrente e inversamente proporcional à resistência total (total) do circuito.

Com base nesse padrão, é possível determinar a resistência interna da fonte de corrente.

Capacidade de descarga da fonte

A capacidade de descarga também pode ser atribuída às principais características das fontes. A quantidade máxima de eletricidade obtida durante a operação sob certas condições depende da força da corrente de descarga.

Idealmente, quando certas aproximações são feitas, a capacidade de descarga pode ser considerada constante.

Por exemplo, uma bateria padrão com uma diferença de potencial de 1,5 V tem uma capacidade de descarga de 0,5 Ah. Se a corrente de descarga for 100mA, funcionará por 5 horas.

Métodos de carregamento da bateria

O uso das baterias faz com que elas descarreguem. o carregamento de elementos de pequeno porte é realizado usando uma corrente cujo valor de força não exceda um décimo da capacidade da fonte.

Os seguintes métodos de carregamento são oferecidos:

• uso de uma corrente constante por um tempo especificado (cerca de 16 horas com uma corrente de 0,1 capacidade da bateria);
• carregar com uma corrente abaixadora até um determinado valor da diferença de potencial;
• uso de correntes assimétricas;
• aplicação sucessiva de pulsos curtos de carga e descarga, em que o tempo do primeiro supera o tempo do segundo.

Trabalho prático

A tarefa é proposta: determinar a resistência interna da fonte de corrente e EMF.

Para realizá-lo, você precisa estocar uma fonte de corrente, um amperímetro, um voltímetro, um reostato deslizante, uma chave, um conjunto de condutores.

O uso determinará a resistência interna da fonte de corrente. Para fazer isso, você precisa conhecer seu EMF, o valor da resistência do reostato.

A fórmula de cálculo para a resistência de corrente na parte externa do circuito pode ser determinada pela lei de Ohm para a seção do circuito:

• I=U:R,

onde I é a intensidade da corrente na parte externa do circuito, medida com um amperímetro; U é a tensão através da resistência externa.

Para melhorar a precisão, as medições são feitas pelo menos 5 vezes. Para que serve? A tensão, resistência, corrente (mais precisamente, força da corrente) medida durante o experimento são usadas posteriormente.

Para determinar a EMF da fonte de corrente, usamos o fato de que a tensão em seus terminais com a chave aberta é quase igual à EMF.

Vamos montar um circuito a partir de uma bateria, um reostato, um amperímetro, uma chave conectada em série. Conectamos um voltímetro aos terminais da fonte de corrente. Tendo aberto a chave, fazemos suas leituras.

A resistência interna, cuja fórmula é obtida da lei de Ohm para um circuito completo, é determinada por cálculos matemáticos:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

As medições mostram que a resistência interna é muito menor que a externa.

A função prática de acumuladores e baterias é amplamente utilizada. A indiscutível segurança ambiental dos motores elétricos é inquestionável, mas criar uma bateria espaçosa e ergonômica é um problema da física moderna. Sua solução levará a uma nova rodada de desenvolvimento da tecnologia automotiva.

Baterias pequenas, leves e de alta capacidade também são essenciais em dispositivos eletrônicos móveis. A quantidade de energia utilizada neles está diretamente relacionada ao desempenho dos dispositivos.

Objetivo: estudar o método de medição de EMF e resistência interna de uma fonte de corrente usando um amperímetro e um voltímetro.

Equipamento: tablet de metal, fonte de corrente, amperímetro, voltímetro, resistor, chave, pinças, fios de conexão.

Para medir a EMF e a resistência interna da fonte de corrente, é montado um circuito elétrico, cujo circuito é mostrado na Figura 1.

Um amperímetro, resistência e chave conectados em série são conectados à fonte de corrente. Além disso, um voltímetro também é conectado diretamente aos soquetes de saída da fonte.

A EMF é medida pela leitura do voltímetro com a chave aberta. Esta técnica para determinar a EMF é baseada na consequência da lei de Ohm para um circuito completo, segundo a qual, com uma resistência infinitamente grande do circuito externo, a tensão nos terminais da fonte é igual à sua EMF. (Veja o parágrafo "Lei de Ohm para um circuito completo" do livro "Física 10").

Para determinar a resistência interna da fonte, a chave K é fechada. Neste caso, duas seções podem ser condicionalmente distinguidas no circuito: externa (aquela que está conectada à fonte) e interna (aquela que está dentro da corrente fonte). Como a EMF da fonte é igual à soma da queda de tensão nas seções interna e externa do circuito:

ε = vocêr+UR, entãovocêr = ε -VOCÊR (1)

De acordo com a lei de Ohm para a seção da cadeia U r = I · r(2). Substituindo a igualdade (2) em (1) temos:

EU· r = ε - vocêr , de onde r = (ε - vocêR)/ J

Portanto, para descobrir a resistência interna de uma fonte de corrente, é necessário primeiro determinar seu EMF, depois fechar a chave e medir a queda de tensão na resistência externa, bem como a intensidade da corrente nela.

Progresso

1. Prepare uma tabela para registrar os resultados das medições e cálculos:

ε ,dentro	você r , B	I a	r , Ohm

Desenhe em seu caderno um diagrama para medir a EMF e a resistência interna da fonte.

Depois de verificar o circuito, monte o circuito elétrico. Abra a chave.

Meça o valor EMF da fonte.

Feche o interruptor e leia as leituras do amperímetro e do voltímetro.

Calcule a resistência interna da fonte.

1. Determinação de fem e resistência interna de uma fonte de corrente por um método gráfico

Objetivo: estudar as medidas de CEM, resistência interna e corrente de curto-circuito da fonte de corrente, com base na análise do gráfico da dependência da tensão na saída da fonte com a intensidade da corrente no circuito.

Equipamento: célula galvânica, amperímetro, voltímetro, resistor R 1 , resistor variável, chave, grampos, placa de metal, fios de conexão.

Da lei de Ohm para um circuito completo, segue-se que a tensão na saída da fonte de corrente depende em proporção direta da intensidade da corrente no circuito:

desde I \u003d E / (R + r), então IR + Ir \u003d E, mas IR \u003d U, de onde U + Ir \u003d E ou U \u003d E - Ir (1).

Se você construir um gráfico da dependência de U em I, então, por seus pontos de interseção com os eixos coordenados, você poderá determinar E, I K.Z. - a força da corrente de curto-circuito (a corrente que fluirá no circuito da fonte quando a resistência externa R se tornar igual a zero).

A CEM é determinada pelo ponto de interseção do gráfico com o eixo de tensão. Este ponto do gráfico corresponde ao estado do circuito em que não há corrente nele e, portanto, U = E.

A intensidade da corrente de curto-circuito é determinada pelo ponto de intersecção do gráfico com o eixo da corrente. Neste caso, a resistência externa R = 0 e, consequentemente, a tensão na saída da fonte U = 0.

A resistência interna da fonte é encontrada pela tangente da inclinação do gráfico em relação ao eixo da corrente. (Compare a fórmula (1) com uma função matemática da forma Y = AX + B e lembre-se do significado do coeficiente em X).

Progresso

Para registrar os resultados da medição, prepare uma tabela:

1. Depois de verificar o circuito pelo professor, monte o circuito elétrico. Defina o controle deslizante do resistor variável para a posição na qual a resistência do circuito conectado à fonte de corrente será máxima.

Determine o valor da corrente no circuito e a tensão nos terminais da fonte no valor máximo da resistência do resistor variável. Insira os dados de medição na tabela.

Repita várias vezes a medição de corrente e tensão, cada vez reduzindo o valor da resistência variável para que a tensão nos terminais da fonte diminua em 0,1V. Pare de medir quando a corrente no circuito atingir 1A.

Plote os pontos obtidos no experimento no gráfico. Plote a tensão no eixo vertical e a corrente no eixo horizontal. Desenhe uma linha reta através dos pontos.

Continue o gráfico até a interseção com os eixos coordenados e determine os valores de E e, I K.Z.

Meça a EMF da fonte conectando um voltímetro aos seus terminais com o circuito externo aberto. Compare os valores de CEM obtidos pelos dois métodos e indique o motivo da possível discrepância entre os resultados.

Determine a resistência interna da fonte de corrente. Para fazer isso, calcule a tangente da inclinação do gráfico construído ao eixo atual. Como a tangente de um ângulo em um triângulo retângulo é igual à razão entre o cateto oposto e o adjacente, isso pode ser feito praticamente encontrando a razão E / I K.Z

Uma fonte é um dispositivo que converte energia mecânica, química, térmica e outras formas de energia em energia elétrica. Em outras palavras, a fonte é um elemento de rede ativo projetado para gerar eletricidade. Os diferentes tipos de fontes disponíveis na rede elétrica são as fontes de tensão e as fontes de corrente. Esses dois conceitos em eletrônica são diferentes um do outro.

fonte de tensão DC

A fonte de tensão é um dispositivo com dois pólos, sua tensão a qualquer momento é constante e a corrente que passa por ela não tem efeito. Tal fonte seria ideal, tendo resistência interna zero. Em termos práticos, não pode ser obtido.

No pólo negativo da fonte de tensão, acumula-se um excesso de elétrons, no pólo positivo - seu déficit. Os estados dos pólos são mantidos pelos processos dentro da fonte.

Baterias

As baterias armazenam energia química internamente e são capazes de convertê-la em energia elétrica. As baterias não podem ser recarregadas, o que é sua desvantagem.

Baterias

As baterias são baterias recarregáveis. Ao carregar, a energia elétrica é armazenada internamente na forma de energia química. Durante o descarregamento, o processo químico prossegue na direção oposta e a energia elétrica é liberada.

Exemplos:

1. Célula de bateria de chumbo-ácido. É feito de eletrodos de chumbo e um líquido eletrolítico na forma de ácido sulfúrico diluído em água destilada. A tensão por célula é de cerca de 2 V. Em baterias de carro, seis células geralmente são conectadas em um circuito em série, a tensão resultante nos terminais de saída é de 12 V;

1. Baterias de níquel-cádmio, tensão da célula - 1,2 V.

Importante! Em baixas correntes, baterias e acumuladores podem ser vistos como uma boa aproximação para fontes de tensão ideais.

fonte de tensão CA

A eletricidade é produzida nas usinas com a ajuda de geradores e, após a regulação da tensão, é transmitida ao consumidor. A tensão alternada da rede doméstica de 220 V nas fontes de alimentação de vários dispositivos eletrônicos é facilmente convertida em um indicador mais baixo ao usar transformadores.

Fonte atual

Por analogia, como uma fonte de tensão ideal cria uma tensão constante na saída, a tarefa de uma fonte de corrente é fornecer um valor de corrente constante, controlando automaticamente a tensão necessária. Exemplos são transformadores de corrente (enrolamento secundário), fotocélulas, coletores de corrente de transistores.

Cálculo da resistência interna da fonte de tensão

Fontes de tensão reais têm sua própria resistência elétrica, que é chamada de "resistência interna". A carga conectada às saídas da fonte é chamada de "resistência externa" - R.

A bateria gera EMF:

ε = E/Q, onde:

• E - energia (J);
• Q - carga (C).

A fem total de uma célula de bateria é sua tensão de circuito aberto quando não há carga. Pode ser controlado com boa precisão com um multímetro digital. A diferença de potencial medida nos contatos de saída da bateria, quando conectada a um resistor de carga, será menor que sua tensão quando o circuito estiver aberto, devido à corrente que flui pela carga externa e pela resistência interna da fonte , isso leva à dissipação de energia na forma de radiação térmica.

A resistência interna de uma bateria química está entre uma fração de ohm e alguns ohms e está relacionada principalmente à resistência dos materiais eletrolíticos usados ​​na bateria.

Se um resistor com resistência R é conectado a uma bateria, a corrente no circuito é I = ε/(R + r).

A resistência interna não é um valor constante. É afetado pelo tipo de bateria (alcalina, chumbo-ácido, etc.) e varia de acordo com o valor da carga, temperatura e idade da bateria. Por exemplo, em baterias descartáveis, a resistência interna aumenta durante o uso e, portanto, a tensão cai até atingir um estado inadequado para uso posterior.

Se a fonte EMF for um valor predeterminado, a resistência interna da fonte é determinada pela medição da corrente que flui através do resistor de carga.

1. Como as resistências interna e externa no circuito aproximado estão conectadas em série, as leis de Ohm e Kirchhoff podem ser usadas para aplicar a fórmula:

1. A partir desta expressão r = ε/I - R.

Exemplo. Uma bateria com uma FEM conhecida ε = 1,5 V é conectada em série com uma lâmpada. A queda de tensão na lâmpada é de 1,2 V. Portanto, a resistência interna do elemento cria uma queda de tensão: 1,5 - 1,2 \u003d 0,3 V. A resistência dos fios no circuito é considerada insignificante, a resistência da lâmpada é não conhecido. A corrente medida que passa pelo circuito: I \u003d 0,3 A. É necessário determinar a resistência interna da bateria.

1. De acordo com a lei de Ohm, a resistência de uma lâmpada é R \u003d U / I \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 Ohms;
2. Agora, de acordo com a fórmula para calcular a resistência interna, r \u003d ε / I - R \u003d 1,5 / 0,3 - 4 \u003d 1 Ohm.

No caso de um curto-circuito, a resistência externa cai para quase zero. A corrente só pode ser limitada por uma pequena resistência da fonte. A corrente gerada em tal situação é tão alta que a fonte de tensão pode ser danificada pelo efeito térmico da corrente, havendo risco de incêndio. O risco de incêndio é evitado instalando fusíveis, por exemplo, em circuitos de baterias de automóveis.

A resistência interna de uma fonte de tensão é um fator importante ao decidir como fornecer a energia mais eficiente a um aparelho elétrico conectado.

Importante! A máxima transferência de potência ocorre quando a resistência interna da fonte é igual à resistência da carga.

No entanto, nesta condição, lembrando a fórmula P \u003d I² x R, uma quantidade idêntica de energia é dada à carga e dissipada na própria fonte, e sua eficiência é de apenas 50%.

Os requisitos de carga devem ser cuidadosamente considerados para decidir sobre o melhor uso da fonte. Por exemplo, uma bateria de carro de chumbo-ácido deve fornecer altas correntes a uma tensão relativamente baixa de 12 V. Sua baixa resistência interna permite que ela o faça.

Em alguns casos, fontes de alimentação de alta tensão devem ter resistência interna extremamente alta para limitar a corrente de curto-circuito.

Características da resistência interna da fonte de corrente

Uma fonte de corrente ideal tem resistência infinita, mas para fontes genuínas pode-se imaginar uma versão aproximada. O circuito equivalente é uma resistência ligada em paralelo à fonte e uma resistência externa.

A saída de corrente da fonte de corrente é distribuída da seguinte forma: parte da corrente flui pela resistência interna mais alta e pela resistência de carga baixa.

A corrente de saída será da soma das correntes na resistência interna e a carga Io \u003d Ir + Ivn.

Acontece que:

Em \u003d Io - Ivn \u003d Io - Un / r.

Essa dependência mostra que quando a resistência interna da fonte de corrente aumenta, mais a corrente diminui e o resistor de carga recebe a maior parte da corrente. Curiosamente, a tensão não afetará o valor atual.

Tensão de saída da fonte real:

Uout \u003d I x (R x r) / (R + r) \u003d I x R / (1 + R / r). Avalie este artigo:

Objetivo: calcular experimentalmente a EMF e a resistência interna da fonte de corrente.

Equipamento: fonte de energia elétrica, amperímetro, voltímetro, reostato (6 - 8 Ohm), chave, fios de conexão.

O valor, numericamente igual ao trabalho que as forças externas realizam ao mover uma unidade de carga dentro da fonte de corrente, é chamado de força eletromotriz da fonte de corrente. ε, da lei de Ohm:

onde I é a força da corrente, U é a tensão.

no SI ε expressa em volts (V).

A força eletromotriz e a resistência interna da fonte de corrente podem ser determinadas experimentalmente.

Ordem de serviço

1. Determinar o preço de divisão da escala de instrumentos de medição.

2. Componha um circuito elétrico de acordo com o diagrama mostrado na fig. 1

3. Após verificar o circuito pelo professor, feche a chave e, usando um reostato, ajuste a intensidade da corrente correspondente a várias divisões da escala do amperímetro, faça as leituras do voltímetro e do amperímetro.

4. Repita o experimento 2 vezes, alterando a intensidade da corrente do circuito usando um reostato.

5. Registre os dados obtidos na tabela 1.

Figura 4.10 - Esquema experimental

№	Tensão na parte externa do circuito U, V	Corrente no circuito I, A	Resistência interna r, Ohm	Valor médio da resistência interna r cf, Ohm	EMF e, V	EMF médio e c p, V

Tabela 1 - Dados experimentais

1. Substitua os resultados da medição na equação 1 e, resolvendo os sistemas de equações:

determine a resistência interna da fonte usando as fórmulas:

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3. Grave os dados na tabela 1.

5. Faça uma conclusão.

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perguntas do teste

1. Qual é a essência física da resistência elétrica?

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2. Qual é o papel da fonte de corrente no circuito elétrico?

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3. Qual é o significado físico de EMF? Defina volts.

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4. O que determina a tensão nos terminais da fonte de corrente?

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5. Usando os resultados das medições feitas, determine a resistência do circuito externo.

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Relatório de Laboratório Nº __________

aluno do grupo __________________

NOME COMPLETO_______________________________________________________________

TEMA: ESTUDO DA DEPENDÊNCIA DA POTÊNCIA DA CORRENTE ELÉTRICA DA LÂMPADA INCANDESCENTE EM TENSÃO

Objetivo: dominar o método de medição de energia consumida por um aparelho elétrico, com base na medição de corrente e tensão; investigar a dependência da potência consumida pela lâmpada da tensão em seus terminais; investigar a dependência da resistência do condutor em relação à temperatura.

Equipamento: lâmpada elétrica, fonte de tensão DC e AC, reostato deslizante, amperímetro; voltímetro, chave, fios de conexão, papel milimetrado.

Breves informações teóricas

O valor igual à razão entre o trabalho da corrente A e o tempo t para o qual ela é executada é chamado de potência P:

Consequentemente, (1)

Ordem de serviço

Experimento nº 1

1. Faça um circuito elétrico conforme o diagrama mostrado na Figura 1, para experiência zero, observando a polaridade dos dispositivos

Figura 1 - Diagrama de fiação

2. Determinar o preço de divisão da escala de instrumentos de medição

_____________________________________________________________________________

3. Após verificar o circuito pelo professor, faça as leituras da tensão U e da corrente I.

4. Registre os dados dos dispositivos na tabela 1.

Tabela 1 - Dados experimentais nº 1

Experimento nº 2

1. Monte o circuito conforme a Fig. 2, onde a lâmpada é conectada à corrente alternada através de um reostato.

Figura 4.12 - Diagrama de fiação

2. Depois de verificar o circuito pelo professor, faça as leituras do amperímetro e do voltímetro alterando a posição do controle deslizante no reostato 10 a 11 vezes.

3. Registre os dados dos dispositivos na tabela 2.

Tabela 2 - Dados experimentais nº 2

Processando resultados de medição

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Encontre resistência R0, para experiência zero:

(5)

onde ΔT 0 K é a mudança na temperatura absoluta (neste caso, é igual à temperatura ambiente na escala Celsius); α é o coeficiente de resistência à temperatura para o tungstênio (Apêndice B).

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3. Registre os dados recebidos na tabela 1.

Experimento nº 2

1. Para cada experimento, determine a potência P consumida pela lâmpada de acordo com a fórmula:

P \u003d U max I max (6)

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3. Encontre a temperatura do filamento da lâmpada para cada experimento usando a fórmula:

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4. Registre os resultados das medições e cálculos na Tabela 2.

5. Em papel quadriculado, trace gráficos: a) a dependência da potência P consumida pela lâmpada da tensão U em suas pinças; b) dependência da resistência R com a temperatura T.

6. Faça uma conclusão com base nos resultados de dois experimentos.

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perguntas do teste

1. Qual é o significado físico da tensão em uma seção de um circuito elétrico?

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2. Como determinar a potência atual usando um amperímetro e um voltímetro?

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3. Para que finalidade é usado um wattímetro. Como ele está conectado ao circuito?

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4. Como a resistência de um condutor metálico varia com o aumento da temperatura?

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5. Como uma espiral de lâmpada incandescente de 100 W difere de uma espiral de lâmpada de 25 watts?

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