Загальна інформація
Застосування
Штекер із кабелем
Усі електричні пристрої здебільшого заряджають через кабель або під'єднують кабелем до електромережі. Проте вони мають різні вимоги до значень сили струму й напруги. Ці значення регулюються опорами, які є і в кабелях, щоб електричні пристрої не зазнали пошкоджень. При цьому виконується:
де - довжина, - площа поперечного перерізу і - питомий опір, що залежить від матеріалу. Який питомий опір мають деякі поширені матеріали, досліджують експериментально в цьому досліді.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають уміти скласти просте електричне коло і розуміти поняття напруги та сили струму. Крім того, має бути засвоєний принцип опору й відома формула .
Принцип
Питомі опори дротів слід визначити експериментально і за допомогою рівняння .
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Виходячи з експериментально встановлених залежностей при сталих і та при сталих і , через вводять питомий опір як „сталу" матеріалу і виводять рівняння .
Завдання
Слід виміряти питомий опір 3 різних матеріалів (мідь, залізо і константан) , з яких виготовлено дріт.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Зауваження
Значення опору при використанні дротів з міді та заліза дуже малі, тож опір підвідних проводів може спричинити відносно велику похибку вимірювання; тому напругу слід вимірювати безпосередньо на дроті.
Щоб зменшити відносну похибку при вимірюванні напруги на мідному дроті, замість діапазону вимірювання тут використали діапазон .
Обладнання
Складання та виконання
Складання
- Склади дослід згідно з рисунком ліворуч.
- Спочатку затисни мідний дріт за допомогою затискачів "крокодил" на з'єднувальних штепселях між гніздами в точках a і b.
- Вибери діапазони вимірювання і .
Виконання
- Виміряй довжину затиснутого дроту і запиши виміряне значення.
- Замкни вимикач, увімкни блок живлення і підвищуй напругу, починаючи з , доки сила струму не досягне значення 300 мА.
- Запиши відповідну напругу.
- Установи на блоці живлення ; вибери діапазон вимірювання і затисни замість мідного дроту залізний.
- Виміряй і запиши напругу при силі струму .
- Наостанок затисни константановий дріт і виміряй напругу при силі струму .
- Запиши свої результати вимірювань.
Опрацювання результатів (1/2)
Зі значень і у таблиці 1 спочатку обчислюють значення опору . Потім за рівнянням обчислюють питомі опори досліджуваних матеріалів (останній стовпець таблиці1).
| Матеріал | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мідь | 0,2 | 0,24 | 0,3 | 0,051 | 0,17 | 0,022 |
| Залізо | 0,2 | 0,24 | 0,3 | 0,31 | 1,03 | 0,13 |
| Константан | 0,2 | 0,24 | 0,2 | 0,79 | 3,95 | 0,51 |
Таблиця 1
Опрацювання результатів (1/2)
Опрацювання результатів (2/2)
Табличні значення питомих опорів, які треба визначити, при температурі такі:
Відхилення від цих табличних значень можуть виникати через вищі температури (у міді та заліза), погані контакти (насамперед на окиснених залізних дротах) і через похибки показів вимірювальних приладів.