Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο Χαλανδρίου

Ονοματεπώνυμο:

Απαιτούμενα όργανα και υλικά: 1. Πηγή συνεχούς τάσης (2 μπαταρίες), 2. Αμπερόμετρο, 3. Βολτόμετρο, 4. Αντιστάτης 10Ω, 5. Ρυθμιστική αντίσταση (Ροοστάτης), 6. Καλώδια .

Στόχοι της άσκησηςΟ μαθητής να μάθει να υπολογίζει

την ηλεκτρεγερτική δύναμη μιας πηγής. το ρεύμα βραχυκύκλωσης. την εσωτερική αντίσταση μιας πηγής. το ρεύμα συλλειτουργίας πηγής και αντιστάτη.

Α.1 Πειραματική διαδικασία

Πίνακας 1

Vπ /V

I /A

Α.2 Υπολογισμοί

Με τις τιμές του Πίνακα 1, να κάνετε τη χαρακτηριστική Vπ = f( I ) για την μπαταρία που χρησιμοποιήθηκε. Από τη γραφική παράσταση να βρείτε την ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε της μπαταρίας (πηγής), το

ρεύμα βραχυκύκλωσης Iβ και την εσωτερική αντίσταση r της μπαταρίας. ( ).

Παρατήρηση: Η γραφική παράσταση να γίνει οπωσδήποτε σε χαρτί μιλιμετρέ. Αντιστοιχίστε τις τιμές στους άξονες με τέτοιο τρόπο, ώστε τα ζευγάρια ( Vπ, I ) να βρίσκονται εύκολα.

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός

Α

Ροοστάτης

V

+ _

σχ.1

1

2η Πειραματική διαδικασία

ΘΕΜΑ: Κατασκευή «χαρακτηριστικής» μιας πηγής και ενός αντιστάτη – Υπολογισμός Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης πηγής, Ρεύματος

βραχυκύκλωσης, Εσωτερικής αντίστασης της πηγής.

Φτιάχνουμε τη συνδεσμολογία του σχ. 1. Μετακινώντας το δρομέα του ροοστάτη, μεταβάλλουμε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα. Καταγράφουμε στον Πίνακα 1 τα ζευγάρια τιμών για την πολική τάση ( Vπ ) της πηγής και την ένταση του ρεύματος ( Ι ) που διαρρέει το κύκλωμα.

Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο ΧαλανδρίουΒ.1 Πειραματική διαδικασία

Πίνακας 2

VR /V

I /A

Β.2 Υπολογισμοί

α. Με τις τιμές του Πίνακα 2, να κάνετε τη χαρακτηριστική VR = f( I ) για τον αντιστάτη που χρησιμοποιήθηκε. Αυτή η γραφική παράσταση να γίνει στο ίδιο μιλιμετρέ χαρτί που χρησιμοποιήσατε προηγούμενα.

β. Από την κλίση της χαρακτηριστικής του αντιστάτη να υπολογίσετε την αντίσταση R του αντιστάτη. Να ελέγξετε, αν η τιμή που βρήκατε για την αντίσταση R συμπίπτει με αυτή που δίνει ο κατασκευαστής (R = 10Ω).

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός

Α

Ροοστάτης

V

+ _

σχ.2

R

2

Φτιάχνουμε τη συνδεσμολογία του σχ.2, προσθέτοντας στο προηγούμενο κύκλωμα έναν αντιστάτη με αντίσταση R = 10Ω. Επιπλέον, συνδέουμε το βολτόμετρο στα άκρα του αντιστάτη, γιατί τώρα θέλουμε να μετρήσουμε την τάση στα άκρα του.Μετακινώντας το δρομέα του ροοστάτη, μεταβάλλουμε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα. Καταγράφουμε στον Πίνακα 2 τα ζευγάρια τιμών για την τάση ( VR ) στα άκρα του αντιστάτη και την ένταση του ρεύματος ( Ι ) που τον διαρρέει.

γ. Από το σημείο τομής των δύο «χαρακτηριστικών» (ευθείες) στο μιλιμετρέ χαρτί, να βρείτε την τιμή της έντασης του ρεύματος. Αυτή είναι η τιμή της έντασης με την οποία συλλειτουργούν η πηγή και ο αντιστάτης (σχ.3).

δ. Να συγκρίνετε αυτή την τιμή του ρεύματος «συλλειτουργίας» που βρήκατε, με αυτή που προκύπτει από την εφαρμογή του νόμου του

Ohm για το κλειστό κύκλωμα .

Μορφή γραφικών παραστάσεων

σχ.3