Вимірювання напруги

Експериментальна установка

Електрична напруга є однією з основних величин в електротехніці. Напруга характеризує джерело струму.

Чим вища напруга, тим більший вихідний струм.

попередні знання

Учні повинні знати основні компоненти та взаємодію окремих компонентів простого електричного кола.

Принцип

Напруга між двома точками визначається таким чином:

і може бути розрахована за законом Ома , якщо відомі опір і сила струму .

Мета навчання

Після того, як учні ознайомилися з поняттям електричної напруги та її одиницею вимірювання, вони повинні навчитися підключати вольтметр і з'ясувати, на що слід звертати увагу під час проведення вимірювань. Вони також повинні дізнатися, що для правильної роботи електричного пристрою важливо знати його номінальну напругу.

Завдання

Учні збирають просте електричне коло з лампою розжарювання і досліджують як вимірювати електричну напругу.

У цьому експерименті можна ввести термін "робоча напруга". Слід також звернути увагу на те, що червоний і синій з'єднувальні провідники з'єднуються з клемами "+" або "-" приладу, відповідно, за умовною домовленістю.

До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.

Високовольтні лінії

Електрика необхідна для роботи електричних пристроїв, наприклад таких як смартфон. Для протікання струму має існувати дисбаланс електричних зарядів, тобто: має бути створена електрична напруга. У нашому повсякденному житті ця напруга виробляється електростанціями і подається через лінії електропередач у розетки.

У цьому експерименті можна дослідити електричну напругу і навчитися її вимірювати.

Зберіть просте електричне коло з лампою розжарювання і навчіться вимірювати електричну напругу.

• Зберіть електричне коло за схемою, як показано на рисунку.

Вимірювальний прилад

• Виберіть на вимірювальному приладі діапазон вимірювання 10 В (тип напруги: постійна напруга; V-).
• Вставте червоний з'єднувальний провідник в роз'єм з позначкою "" приладу і синій з'єднувальний провiдник - в роз'єм заземлення.

• Підключіть джерело живлення і вимірювальний прилад до електричного кола, як показано на рисунку.
• Підключіть червоний з'єднувальний провідник до роз'єму "" , а синій з'єднувальний провідник до роз'єму "" на джерелі живлення.

• Вкрутіть лампочку, розраховану на номінальну напругу 4 В, у патрон. Вимикач все ще розімкнутий.
• Встановіть регулятор напруги на блоці живлення на 0 В, а регулятор сили струму на блоці живлення - на максимум (2 А) і увімкніть блок живлення.

• Замкніть електричне коло за допомогою вимикача і повільно збільшуйте напругу на джерелі живлення, повертаючи ручку регулювання до 4 В (відповідно до шкали на джерелі живлення).

• Виміряйте напругу , яка подається на лампочку, і запишіть виміряне значення в протокол.

Напруга на джерелі живлення залишається рівною 4 В:

• Викрутіть лампочку на 4 В і замініть її на лампочку на 6 В. Для порівняння зверніть увагу на яскравість лампочки.
• Встановіть напругу на джерелі живлення на 6 В, виміряйте напругу і запишіть виміряне значення в протокол.

Джерело живлення з регульованою напругою 12 В

Напруга на джерелі живлення залишається рівною 4 В:

• Вкрутіть лампочку на 12 В і спостерігайте за яскравістю лампи. Виберіть відповідний діапазон вимірювання на вимірювальному приладі (наприклад, до 30 В).

Примітка: Перед кожним вимірюванням слід завжди перевіряти, чи достатній діапазон вимірювання приладу. У разі невпевненості завжди вибирайте спочатку найбільший можливий діапазон вимірювань. Потім можна перейти до відповідного меншого діапазону вимірювання.

Встановіть на джерелі живлення напругу 12 В, виміряйте (за правильною шкалою!) і запишіть виміряне значення.

• Тепер підключіть вимірювальний прилад до електричного кола паралельно з прямим модулем, як показано на рисунку.
• Спостерігайте за показаннями вольтметра і яскравістю лампочки.

• Вийміть з'єднувальний прямий модуль між клемами вимірювального приладу.
• Ще раз перевірте показання вольтметра і яскравість лампочки.

• Встановіть джерело живлення на 0 В і вимкніть його.

Вимірювання

1. 4

2. 6

3. 12

Для кожної частини експерименту введіть відповідне виміряне значення напруги на лампі .