La capetele conductorului, si de aici curentul, este necesar sa existe forte exterioare de natura neelectrica, cu ajutorul carora are loc separarea sarcinilor electrice.
Forțe terțe toate forțele care acționează asupra particulelor încărcate electric dintr-un circuit sunt numite, cu excepția electrostaticelor (adică, Coulomb).
Forțe terțe pun în mișcare particule încărcate în interiorul tuturor surselor de curent: în generatoare, la centrale electrice, în celule galvanice, baterii etc.
Când circuitul este închis, se creează un câmp electric în toți conductorii circuitului. În interiorul sursei de curent, sarcinile se deplasează sub acțiunea forțelor externe împotriva forțelor Coulomb (electronii se mută de la un electrod încărcat pozitiv la unul negativ), iar în restul circuitului sunt antrenați de un câmp electric (vezi figura de mai sus ).
În sursele de curent, în procesul de lucru pentru separarea particulelor încărcate, diferite tipuri de energie sunt convertite în energie electrică. În funcție de tipul de energie convertită, se disting următoarele tipuri de forță electromotoare:
- electrostatic- într-un aparat electrofor, în care energia mecanică este transformată în energie electrică în timpul frecării;
- termoelectric- într-un termoelement, energia internă a unei joncțiuni încălzite de două fire din metale diferite este transformată în energie electrică;
- fotovoltaic— într-o celulă foto. Aici, energia luminii este transformată în energie electrică: atunci când anumite substanțe sunt iluminate, de exemplu, seleniu, oxid de cupru (I), siliciu, se observă o pierdere a unei sarcini electrice negative;
- chimică- în celule galvanice, baterii și alte surse în care energia chimică este transformată în energie electrică.
Forța electromotoare (EMF)- caracteristica surselor de curent. Conceptul de EMF a fost introdus de G. Ohm în 1827 pentru circuitele DC. În 1857, Kirchhoff a definit EMF ca fiind munca forțelor externe în timpul transferului unei sarcini electrice unitare de-a lungul unui circuit închis:
ɛ \u003d A st / q,
Unde ɛ - EMF a sursei curente, Un st- munca forțelor externe, q este suma taxei transferate.
Forța electromotoare este exprimată în volți.
Putem vorbi despre forța electromotoare în orice parte a circuitului. Aceasta este munca specifică a forțelor externe (lucrarea de a muta o sarcină unitară) nu în întregul circuit, ci numai în această zonă.
Rezistența internă a sursei de curent.
Să existe un circuit închis simplu format dintr-o sursă de curent (de exemplu, o celulă galvanică, o baterie sau un generator) și un rezistor cu rezistență R. Curentul dintr-un circuit închis nu este întrerupt nicăieri, prin urmare, există și în interiorul sursei de curent. Orice sursă reprezintă o oarecare rezistență la curent. Se numeste rezistența internă a sursei de curentși este marcat cu litera r.
În generator r- aceasta este rezistența înfășurării, într-o celulă galvanică - rezistența soluției de electrolit și a electrozilor.
Astfel, sursa de curent se caracterizează prin valorile EMF și rezistența internă, care determină calitatea acesteia. De exemplu, mașinile electrostatice au un EMF foarte mare (până la zeci de mii de volți), dar în același timp rezistența lor internă este uriașă (până la sute de Mohms). Prin urmare, nu sunt potrivite pentru a primi curenți mari. În celulele galvanice, EMF este de numai aproximativ 1 V, dar și rezistența internă este mică (aproximativ 1 ohm sau mai puțin). Acest lucru le permite să primească curenți măsurați în amperi.
Scop: se calculează experimental EMF și rezistența internă a sursei de curent.
Echipament: sursă de energie electrică, ampermetru, voltmetru, reostat (6 - 8 Ohm), cheie, fire de legătură.
Valoarea, numeric egală cu munca pe care o fac forțele externe atunci când se deplasează o sarcină unitară în interiorul sursei de curent, se numește forța electromotoare a sursei de curent. ε, din legea lui Ohm:
unde I este puterea curentului, U este tensiunea.
în SI ε exprimată în volți (V).
Forța electromotoare și rezistența internă a sursei de curent pot fi determinate experimental.
Comandă de lucru
1. Determinați prețul de împărțire a scalei instrumentelor de măsură.
2. Alcătuiți un circuit electric conform schemei din fig. unu
3. După verificarea circuitului de către profesor, închideți cheia și, folosind un reostat, setați puterea curentului corespunzătoare mai multor diviziuni ale scalei ampermetrului, luați citirile voltmetrului și ampermetrului.
4. Repetați experimentul de 2 ori, schimbând puterea curentului circuitului folosind un reostat.
5. Înregistrați datele obținute în tabelul 1.
Figura 4.10 - Schema experimentală
| № | Tensiune pe partea externă a circuitului U, V | Curentul în circuitul I, A | Rezistența internă r, Ohm | Valoarea medie a rezistenței interne r cf, Ohm | EMF e, V | EMF medie e c p, V | ||
Tabelul 1 - Date experimentale
1. Înlocuiți rezultatele măsurătorii în ecuația 1 și, rezolvând sistemele de ecuații:
determinați rezistența internă a sursei folosind formulele:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Scrieți datele în tabelul 1.
5. Faceți o concluzie.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
întrebări de testare
1. Care este esența fizică a rezistenței electrice?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Care este rolul sursei de curent în circuitul electric?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Care este semnificația fizică a EMF? Definiți volt.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Ce determină tensiunea la bornele sursei de curent?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Folosind rezultatele măsurătorilor efectuate, determinați rezistența circuitului extern.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Raport de laborator nr. __________
elev de grup __________________
NUMELE COMPLET_______________________________________________________________
TEMA: STUDIUL DEPENDENTEI PUTERII CURENTULUI ELECTRIC A LAMPEI INCANDESCENTE DE TENSIUNE
Scop: stăpânirea metodei de măsurare a puterii consumate de un aparat electric, bazată pe măsurarea curentului și tensiunii; să investigheze dependența puterii consumate de becul de tensiunea la bornele acestuia; investigați dependența rezistenței conductorului de temperatură.
Echipamente: lampă electrică, sursă de tensiune DC și AC, reostat glisant, ampermetru; voltmetru, cheie, fire de conectare, hârtie milimetrică.
Informații teoretice scurte
Valoarea egală cu raportul dintre lucrul curentului A și timpul t pentru care se efectuează se numește putere P:
Prin urmare, 
(1)
Comandă de lucru
Experimentul #1
1. Realizați un circuit electric conform schemei prezentate în Figura 1, pentru experiență zero, respectând polaritatea dispozitivelor
Figura 1 - Schema electrică
2. Determinați prețul de împărțire a scalei instrumentelor de măsură
_____________________________________________________________________________
3. După verificarea circuitului de către profesor, luați citirile tensiunii U și curentului I.
4. Înregistrați datele dispozitivelor în tabelul 1.
Tabelul 1 - Date experimentale Nr. 1
Experimentul #2
1. Asamblați circuitul conform Fig. 2, unde becul este conectat la curent alternativ printr-un reostat.
Figura 4.12 - Schema de conexiuni
2. După verificarea circuitului de către profesor, luați citirile ampermetrului și voltmetrului schimbând poziția glisorului pe reostat de 10 - 11 ori.
3. Înregistrați datele dispozitivelor în tabelul 2.
Tabelul 2 - Date experimentale Nr. 2
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Găsiți rezistență R0, pentru zero experiență:
(5)
unde ΔT 0 K este modificarea temperaturii absolute (în acest caz, este egală cu temperatura camerei pe scara Celsius); α este coeficientul de rezistență la temperatură pentru wolfram (Anexa B).
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Înregistrați datele primite în tabelul 1.
Experimentul #2
1. Pentru fiecare experiment, determinați puterea P consumată de lampă conform formulei:
P \u003d U max I max (6)
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Găsiți temperatura filamentului lămpii pentru fiecare experiment folosind formula:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Înregistrați rezultatele măsurătorilor și calculelor în Tabelul 2.
5. Pe hârtie milimetrică, trasați grafice: a) dependența puterii P consumată de lampă de tensiunea U la clemele acesteia; b) dependența rezistenței R de temperatura T.
6. Faceți o concluzie pe baza rezultatelor a două experimente.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
întrebări de testare
1. Care este semnificația fizică a tensiunii într-o secțiune a unui circuit electric?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Cum se determină puterea curentă folosind un ampermetru și un voltmetru?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. În ce scopuri este folosit un wattmetru. Cum este conectat la circuit?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Cum se va schimba rezistența unui conductor metalic odată cu creșterea temperaturii?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Cum diferă o spirală de lampă incandescentă de 100 W de o spirală de lampă de 25 W?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8.5. Efectul termic al curentului
8.5.1. Sursa de curent
Puterea totală a sursei de curent:
P plin = P util + P pierderi,
unde P este util - putere utilă, P este util \u003d I 2 R; P pierdere - pierdere de putere, P pierdere = I 2 r ; I - puterea curentului în circuit; R - rezistența la sarcină (circuit extern); r este rezistența internă a sursei de curent.
Puterea aparentă poate fi calculată folosind una dintre cele trei formule:
P plin \u003d I 2 (R + r), P plin \u003d ℰ 2 R + r, P plin \u003d I ℰ,
unde ℰ este forța electromotoare (EMF) a sursei de curent.
Putere netă este puterea care este eliberată în circuitul extern, adică pe sarcină (rezistor) și poate fi utilizat într-un anumit scop.
Puterea netă poate fi calculată folosind una dintre cele trei formule:
P util \u003d I 2 R, P util \u003d U 2 R, P util \u003d IU,
unde I este curentul din circuit; U - tensiunea la bornele (bornele) sursei de curent; R - rezistența la sarcină (circuit extern).
Puterea de pierdere este puterea care este eliberată în sursa de curent, adică. în circuitul intern și este cheltuit pentru procesele care au loc în sursa însăși; în alt scop, pierderea de putere nu poate fi utilizată.
Pierderea de putere este de obicei calculată prin formula
P pierdere = I 2 r ,
unde I este curentul din circuit; r este rezistența internă a sursei de curent.
În cazul unui scurtcircuit, puterea utilă ajunge la zero
P util = 0,
deoarece nu există rezistență de sarcină în cazul unui scurtcircuit: R = 0.
Puterea aparentă în cazul unui scurtcircuit al sursei coincide cu pierderile de putere și se calculează prin formula
P plin \u003d ℰ 2 r,
unde ℰ este forța electromotoare (EMF) a sursei de curent; r este rezistența internă a sursei de curent.
Puterea netă are valoare maximăîn cazul în care rezistența de sarcină R este egală cu rezistența internă r a sursei de curent:
R = r.
Putere maxima utila:
P util max = 0,5 P plin,
unde P full - puterea maximă a sursei de curent; P plin \u003d ℰ 2 / 2 r.
În mod explicit, formula de calcul putere maxima utila după cum urmează:
P util max = ℰ 2 4 r .
Pentru a simplifica calculele, este util să rețineți două puncte:
- dacă cu două rezistențe de sarcină R 1 și R 2 este alocată aceeași putere utilă în circuit, atunci rezistență internă sursa de curent r este legată de rezistențele indicate prin formula
r = R1R2;
- dacă puterea maximă utilă este eliberată în circuit, atunci curentul I * din circuit este de două ori mai mic decât curentul de scurtcircuit i:
eu * = i 2 .
Exemplul 15. Când scurtcircuitată la o rezistență de 5,0 ohmi, o baterie de celule produce un curent de 2,0 A. Curentul de scurtcircuit al bateriei este de 12 A. Calculați puterea maximă utilă a bateriei.
Soluție. Să analizăm starea problemei.
1. Când o baterie este conectată la o rezistență R 1 = 5,0 Ohm, în circuit circulă un curent de I 1 = 2,0 A, așa cum se arată în fig. a , definit de legea lui Ohm pentru un lanț complet:
I 1 \u003d ℰ R 1 + r,
unde ℰ este EMF al sursei de curent; r este rezistența internă a sursei de curent.
2. Când o baterie este scurtcircuitată, un curent de scurtcircuit curge în circuit, așa cum se arată în fig. b. Puterea curentului de scurtcircuit este determinată de formula
unde i este curentul de scurtcircuit, i = 12 A.
3. Când bateria este conectată la rezistența R 2 \u003d r, un curent de forță I 2 curge în circuit, așa cum se arată în fig. în , definit de legea lui Ohm pentru un circuit complet:
I 2 \u003d ℰ R 2 + r \u003d ℰ 2 r;
în acest caz, puterea maximă utilă este alocată în circuit:
P util max \u003d I 2 2 R 2 \u003d I 2 2 r.
Astfel, pentru a calcula puterea maximă utilă, este necesar să se determine rezistența internă a sursei de curent r și puterea curentului I 2.
Pentru a găsi puterea curentului I 2, notăm sistemul de ecuații:
i \u003d ℰ r, I 2 \u003d ℰ 2 r)
și efectuați împărțirea ecuațiilor:
i I 2 = 2 .
Asta implică:
I 2 \u003d i 2 \u003d 12 2 \u003d 6,0 A.
Pentru a afla rezistența internă a sursei r, notăm sistemul de ecuații:
I 1 \u003d ℰ R 1 + r, i \u003d ℰ r)
și efectuați împărțirea ecuațiilor:
I 1 i = r R 1 + r .
Asta implică:
r \u003d I 1 R 1 i - I 1 \u003d 2,0 ⋅ 5,0 12 - 2,0 \u003d 1,0 Ohm.
Calculați puterea maximă utilă:
P util max \u003d I 2 2 r \u003d 6,0 2 ⋅ 1,0 \u003d 36 W.
Astfel, puterea maximă utilă a bateriei este de 36 de wați.
O sursă este un dispozitiv care transformă energie mecanică, chimică, termică și alte forme de energie în energie electrică. Cu alte cuvinte, sursa este un element de rețea activ conceput pentru a genera energie electrică. Diferitele tipuri de surse disponibile pe rețeaua de energie sunt sursele de tensiune și sursele de curent. Aceste două concepte din electronică sunt diferite unul de celălalt.
Sursa de tensiune DC
Sursa de tensiune este un dispozitiv cu doi poli, tensiunea sa este constantă în orice moment, iar curentul care trece prin ea nu are efect. O astfel de sursă ar fi ideală, având rezistență internă zero. În termeni practici, nu poate fi obținut.
La polul negativ al sursei de tensiune se acumulează un exces de electroni, la polul pozitiv - deficitul acestora. Stările polilor sunt menținute prin procesele din interiorul sursei.
baterii
Bateriile stochează energia chimică în interior și sunt capabile să o transforme în energie electrică. Bateriile nu pot fi reîncărcate, ceea ce este dezavantajul lor.
baterii
Bateriile sunt baterii reîncărcabile. La încărcare, energia electrică este stocată intern sub formă de energie chimică. În timpul descărcarii, procesul chimic se desfășoară în direcția opusă și se eliberează energie electrică.
Exemple:
- Celula bateriei plumb-acid. Este realizat din electrozi de plumb și un lichid electrolitic sub formă de acid sulfuric diluat cu apă distilată. Tensiunea per celulă este de aproximativ 2 V. În bateriile auto, șase celule sunt de obicei conectate într-un circuit în serie, la bornele de ieșire tensiunea rezultată este de 12 V;
- Baterii nichel-cadmiu, tensiunea celulei - 1,2 V.
Important! La curenți scăzuti, bateriile și acumulatorii pot fi văzute ca o bună aproximare a surselor ideale de tensiune.
Sursa de tensiune AC
Electricitatea este produsă la centralele electrice cu ajutorul generatoarelor și, după reglarea tensiunii, este transmisă consumatorului. Tensiunea alternativă a rețelei de acasă de 220 V în sursele de alimentare ale diferitelor dispozitive electronice este ușor convertită într-un indicator mai scăzut atunci când se utilizează transformatoare.
Sursa actuala
Prin analogie, deoarece o sursă de tensiune ideală creează o tensiune constantă la ieșire, sarcina unei surse de curent este să dea o valoare constantă a curentului, controlând automat tensiunea necesară. Exemple sunt transformatoarele de curent (înfășurarea secundară), fotocelulele, curenții de colector ai tranzistoarelor.
Calculul rezistenței interne a sursei de tensiune
Sursele reale de tensiune au propria lor rezistență electrică, care se numește „rezistență internă”. Sarcina conectată la ieșirile sursei este denumită „rezistență externă” - R.
Pachetul de baterii generează EMF:
ε = E/Q, unde:
- E - energie (J);
- Q - taxa (C).
FEM totală a unei celule de baterie este tensiunea în circuit deschis atunci când nu există sarcină. Poate fi controlat cu o precizie bună cu un multimetru digital. Diferența de potențial măsurată la contactele de ieșire ale bateriei, atunci când aceasta este conectată la un rezistor de sarcină, va fi mai mică decât tensiunea acesteia când circuitul este deschis, datorită curentului care circulă prin sarcina externă și prin rezistența internă a sursei. , aceasta duce la disiparea energiei în ea ca radiație termică .
Rezistența internă a unei baterii chimice este între o fracțiune de ohm și câțiva ohmi și este legată în principal de rezistența materialelor electrolitice utilizate în baterie.
Dacă la o baterie este conectat un rezistor cu rezistența R, curentul din circuit este I = ε/(R + r).
Rezistența internă nu este o valoare constantă. Este afectată de tipul bateriei (alcalină, plumb-acid etc.) și variază în funcție de valoarea de încărcare, temperatură și vechimea bateriei. De exemplu, la bateriile de unică folosință, rezistența internă crește în timpul utilizării și, prin urmare, tensiunea scade până când ajunge într-o stare nepotrivită pentru utilizare ulterioară.
Dacă sursa EMF este o valoare predeterminată, rezistența internă a sursei este determinată prin măsurarea curentului care trece prin rezistența de sarcină.
- Deoarece rezistența internă și externă din circuitul aproximativ sunt conectate în serie, legile lui Ohm și Kirchhoff pot fi folosite pentru a aplica formula:
- Din această expresie r = ε/I - R.
Exemplu. O baterie cu un EMF cunoscut ε = 1,5 V este conectată în serie cu un bec. Căderea de tensiune pe bec este de 1,2 V. Prin urmare, rezistența internă a elementului creează o cădere de tensiune: 1,5 - 1,2 \u003d 0,3 V. Rezistența firelor din circuit este considerată neglijabilă, rezistența lămpii este necunoscut. Curentul măsurat care trece prin circuit: I \u003d 0,3 A. Este necesar să se determine rezistența internă a bateriei.
- Conform legii lui Ohm, rezistența unui bec este R \u003d U / I \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 Ohmi;
- Acum, conform formulei de calcul a rezistenței interne, r \u003d ε / I - R \u003d 1,5 / 0,3 - 4 \u003d 1 Ohm.
În cazul unui scurtcircuit, rezistența externă scade la aproape zero. Curentul poate fi limitat doar de o rezistență mică a sursei. Curentul generat într-o astfel de situație este atât de mare încât sursa de tensiune poate fi deteriorată de efectul termic al curentului și există riscul de incendiu. Riscul de incendiu este prevenit prin instalarea siguranțelor, de exemplu în circuitele bateriilor auto.
Rezistența internă a unei surse de tensiune este un factor important atunci când decideți cum să furnizați cea mai eficientă putere unui aparat electric conectat.
Important! Transferul maxim de putere are loc atunci când rezistența internă a sursei este egală cu rezistența sarcinii.
Cu toate acestea, în această condiție, amintindu-ne formula P \u003d I² x R, o cantitate identică de energie este dată sarcinii și disipată în sursă însăși, iar eficiența acesteia este de numai 50%.
Cerințele de încărcare trebuie luate în considerare cu atenție pentru a decide cu privire la cea mai bună utilizare a sursei. De exemplu, o baterie de mașină cu plumb-acid trebuie să furnizeze curenți mari la o tensiune relativ scăzută de 12 V. Rezistența sa internă scăzută îi permite să facă acest lucru.
În unele cazuri, sursele de alimentare de înaltă tensiune trebuie să aibă rezistență internă extrem de mare pentru a limita curentul de scurtcircuit.
Caracteristici ale rezistenței interne a sursei de curent
O sursă de curent ideală are rezistență infinită, dar pentru sursele autentice se poate imagina o versiune aproximativă. Circuitul echivalent este o rezistență conectată în paralel la sursă și o rezistență externă.
Ieșirea de curent de la sursa de curent este distribuită astfel: o parte din curent trece prin cea mai mare rezistență internă și prin rezistența de sarcină scăzută.
Curentul de ieșire va fi din suma curenților de pe rezistența internă și sarcina Io \u003d Ir + Ivn.
Se dovedește:
În \u003d Io - Ivn \u003d Io - Un / r.
Această dependență arată că atunci când rezistența internă a sursei de curent crește, cu atât curentul de pe ea scade mai mult, iar rezistența de sarcină primește cea mai mare parte a curentului. Interesant este că tensiunea nu va afecta valoarea curentului.
Tensiune reală de ieșire a sursei:
Uout \u003d I x (R x r) / (R + r) \u003d I x R / (1 + R / r). Evaluează acest articol:
Obiectiv:Învățați să determinați experimental EMF și rezistența internă a sursei de curent.
Dispozitive și echipamente: Surse de energie electrică, ampermetru (până la 2A cu diviziune până la 0,1A), voltmetru (constante până la 3A cu diviziune până la 0,3V), stocare (rezistență până la 10 ohmi), cheie, fire de legătură.
TEORIE:
Pentru a menține curentul în conductor, este necesar ca diferența de potențial (tensiune) la capetele acestuia să fie neschimbată. Pentru aceasta se folosește o sursă de curent. Diferența de potențial la polii săi se formează datorită separării sarcinilor în pozitive și negative. Lucrările privind separarea sarcinilor sunt efectuate de forțe terțe (nu de origine electrică).
Valoarea măsurată prin munca efectuată de forțele externe la deplasarea unei singure sarcini electrice pozitive în interiorul sursei de curent se numește forța electromotoare a sursei de curent (EMF) și este exprimată în volți.
Când circuitul este închis, sarcinile separate în sursa de curent formează un câmp electric care deplasează sarcinile de-a lungul circuitului extern; în interiorul sursei de curent, sarcinile se deplasează spre câmp sub acţiunea forţelor externe. Astfel, energia stocată în sursa de curent este cheltuită în munca de deplasare a sarcinii într-un circuit cu rezistențe externe R și interne r.
PROGRESUL
1. Asamblați circuitul electric așa cum se arată în diagramă.
2. Măsurați EMF-ul sursei de energie electrică conectând-o la un voltmetru (circuit).
3. Măsurați puterea curentului și căderea de tensiune pe o rezistență dată.
| № | E | U | eu | R | r | rcp |
| 1. | ||||||
| 2. | ||||||
| 3. |
4. Calculați rezistența internă conform legii lui Ohm pentru întregul circuit.
5. Experimentați cu alte rezistențe și calculați rezistența internă a elementului.
6. Calculați valoarea medie a rezistenței interne a elementului.
7. Înregistrați rezultatele tuturor măsurătorilor și calculelor într-un tabel.
8. Aflați eroarea absolută și relativă.
9. Faceți o concluzie.
ÎNTREBĂRI DE TEST
1. Precizaţi condiţiile de existenţă a unui curent electric într-un conductor.
2. Care este rolul sursei de energie electrică în circuitul electric?
3. Ce determină tensiunea la bornele sursei de energie electrică?
LAB #7
DETERMINAREA ECHIVALENTULUI ELECTROCHIMIC AL CUPRULUI.
Obiectiv: învață în practică să calculezi echivalentul electrochimic al cuprului.
Echipament: Cantare cu greutate, ampermetru, ceas. , o sursă de energie electrică, un reostat, o cheie, plăci de cupru (electrozi), fire de legătură, o baie electrolitică cu o soluție de sulfat de cupru.
Teorie
Procesul prin care moleculele de săruri, acizi și alcalii, atunci când sunt dizolvate în apă sau alți solvenți, se descompun în particule încărcate (ioni) se numește disociere electrolitică. , soluția rezultată cu ioni pozitivi și negativi se numește electrolit.
Dacă plăcile (electrozii) conectate la clemele unei surse de curent sunt plasate într-un vas cu electrolit (se creează un câmp electric în electrolit), atunci ionii pozitivi se vor deplasa spre catod, iar ionii negativi - spre anod. Prin urmare, în soluțiile de acizi, săruri și alcalii, sarcina electrică se va mișca împreună cu particulele substanței. În același timp, la electrozi apar reacții redox, în care se eliberează o substanță pe aceștia. Procesul de trecere a curentului electric printr-un electrolit, însoțit de reacții chimice, se numește electroliză.
Pentru electroliză este valabilă legea lui Faraday: masa substanței eliberate pe electrod este direct proporțională cu sarcina care a trecut prin electrolit:
unde k este echivalentul electrochimic al cantității de substanță eliberată atunci când 1 C de electricitate trece prin electrolit. Măsurând puterea curentului în circuit, timpul de trecere a acestuia și masa substanței eliberate la catod, se poate determina echivalentul electrochimic (1s este exprimat în kg/C).
unde m este masa de cupru depusă la catod; I-curent în circuit; t este timpul de curgere a curentului în circuit.
Asamblați circuitul electric conform diagramei.
1. Una dintre plăci, care va fi catodul, (dacă placa este umedă, trebuie să fie uscată) cântărită cu atenție cu o precizie de 10 mg și înregistrați rezultatul în tabel.
2. Introduceți electrodul în baia electrolitică și realizați un circuit electric conform schemei.
3. Reglați curentul cu un reostat, astfel încât valoarea acestuia să nu depășească 1A la 50 cm 2 din partea scufundată a plăcii catodice.
4. Închideți circuitul timp de 15-20 de minute.
5. Deschideți circuitul, îndepărtați placa catodică, spălați restul soluției din acesta și uscați-o sub un uscător de mâini.
6. Se cântărește placa uscată cu cel mai apropiat 10 mg.
7. Valoarea curentului, timpul experimentului, creșterea masei plăcii catodice, notați în tabel și determinați echivalentul electrochimic.
Estimarea erorilor.
.
Eroare relativă: 
.
, Prin urmare 
.
După aceea, rezultatul este dat astfel: 
.
Comparați rezultatul cu tabelul.
Întrebări de testare.
1. Ce este disocierea electrolitică, electroliza?
2. Cât timp va avea loc electroliza sulfatului de cupru dacă ambii electrozi sunt din cupru? Ambii electrozi sunt carbon?
3. Va merge electroliza mai repede sau mai lent dacă unul dintre electrozii de cupru este înlocuit cu zinc?
