Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Сила струму є основною фізичною величиною в електротехніці. Як випливає з назви, сила струму вимірює електричний струм, тобто кількість носіїв заряду, які протікають за певний час:
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
попередні знання
Передбачається, що учні знають поняття "сила струму" та її одиницю вимірювання. Якщо вони знають, що електричний струм - це міра кількості вільно рухомих електронів, що проходять через поперечний переріз провідника за одиницю часу, то легко зможуть зрозуміти, що амперметр має бути ввімкнений у електричне коло тільки послідовно.
Принцип
Сила струму - це фізична величина, що чисельно дорівнює кількості зарядів, які проходять через площу поперечного перерізу провідника за одиницю часу.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Учні мають навчитися вимірювати струм у простому електричному колі та розуміти, чому амперметр необхідно підключати послідовно.
Завдання
Учні збирають просте електричне коло з лампочкою розжарювання та знайомляться з вимірюванням електричного струму.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Блискавка над містом уночі
Електрика необхідна для роботи багатьох електричних пристроїв. Величина струму описується так званою силою струму з одиницею виміру (Ампер).
Особливо вражають електричні струми у вигляді блискавки. У ній протікають величезні струми в середньому близько 20 000 А, саме тому блискавка є дуже небезпечною для людей.
У нашому повсякденному житті струми рідко перевищують кілька Ампер. У цьому експерименті вимірюється сила струму в електричному колі.
Завдання
Зберіть просте електричне коло з лампочкою розжарювання та навчіться вимірювати електричний струм, що протікає.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 2 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 4 |
| 3 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 2 |
| 4 | Вимикач вкл./викл., модуль SB | 05602-01 | 1 |
| 5 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 6 | З'єднувальний провідник, 250 мм, червоний | 07360-01 | 1 |
| 7 | З'єднувальний провідник, 250 мм, синій | 07360-04 | 1 |
| 8 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 1 |
| 9 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 1 |
| 10 | Лампи розжарювання 4 В/ 0,04 A, E10, 10 шт. | 06154-03 | 1 |
| 11 | Лампа розжарювання, 6 В/ 3 Вт, E10, 10 шт. | 35673-03 | 1 |
| 12 | Лампи розжарювання 12 В/ 0,1 A, E10, 10 шт. | 07505-03 | 1 |
| 13 | Аналоговий мультиметр, 600 В AC/DC, 10A AC/DC, 2 МОм, захист від перевантаження | 07021-11 | 1 |
| 14 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/3)
- Зберіть електричне коло за схемою, як показано на рисунку.
Підготовка (2/3)
Вимірювальний прилад
- Виберіть на вимірювальному пристрої діапазон вимірювання 300 мА (тип струму: постійний струм, А-).
- Вставте червоний з'єднувальний провідник в роз'єм з позначкою "" приладу, а синій з'єднувальний провiдник в роз'єм заземлення, як показано на малюнку.
Підготовка (3/3)
- Підключіть джерело живлення і вимірювальний прилад до електричного кола, як показано на малюнку.
- Вкрутіть лампочку, розраховану на номінальну напругу 4 В, у патрон лампи. Спочатку вимикач все ще відкритий.
- Встановіть регулятор напруги на джерелі живлення на 0 В, а регулятор сили струму - на максимум (2 А) і увімкніть джерело живлення.
Виконання роботи (1/3)
Джерело живлення з регульованою напругою 4 В
Джерело живлення з регульованою напругою 4 В
- 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 силу струму на лампочці (використовувайте правильну шкалу!) і запишіть виміряне значення в протокол.
Виконання роботи (2/3)
- Замкніть вимикач.
- Поміняйте місцями модуль розімкнутий із роз'ємами до вимірювального пристрою на модуль прямий в різних точках електричного кола, щоб виміряти силу струму у різних положеннях електричного кола.
- Запишіть виміряне значення сили струму.
Виконання роботи (3/3)
Джерело живлення з регульованою напругою 12 В
- Розімкніть електричне коло і замініть лампочку на 4 В на лампочку на 12 В.
- Виберіть відповідний діапазон вимірювання на вимірювальному приладі (наприклад, 3 А) і замкніть вимикач.
- Збільшіть напругу на блоці живлення до 12 В, зчитайте виміряне значення для струму (використовуйте правильну шкалу!) і запишіть значення в протокол.
- Знову встановіть відповідний менший діапазон вимірювання (наприклад, 300 мА), знову виміряйте силу струму і запишіть це виміряне значення.
- Встановіть джерело живлення на 0 В і вимкніть його.
Протокол
Таблиця
U = 4 В (діапазон вимірювання 300 мА): I [A]:
Діапазон вимірювання
4 300 мА
12 3 A
12 300 мА
U = 12 В (діапазон вимірювання 3 A): I [A]:
U = 12 В (діапазон вимірювання 300 мА): I [A]:
Введіть відповідне виміряне значення струму для кожної частини експерименту!
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Вставте слова в тексті в потрібне місце При проведенні вимірювань необхідно вибрати достатньо великий ____, в якому ____ використовується в найбільш повному обсязі. ____, що зчитується в меншому діапазоні вимірювання, є більш точним, оскільки в цьому діапазоні ____ стрілки є більшим, а, отже, ____ є меншою.
Завдання 4
Питання