Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.Для измерения температуры в современных мультиметрах используется термопара. Термопара устроена очень просто: последовательно спаяны три куска проволоки, причем крайние проволоки изготовлены из одного материала, центральная из другого. Если места спаев поддерживать при разных температурах, то на концах термопары возникает постоянное напряжение
Вам предстоит с помощью мультиметра измерять температуру, напряжение и электрическое сопротивление – внимательно ознакомьтесь с инструкцией по пользованию мультиметра.
2.1 На рисунке укажите к каким клеммам вы подключали переменный резистор.
Посмотри на переменный резистор: у него три клеммы. Подумай, при каком подключении сопротивление между выбранными клеммами будет меняться при вращении ручки.
Подключай центральную (ползунковую) клемму и одну из крайних — тогда сопротивление между ними изменяется при повороте. Отметь на рисунке центральную и выбранную крайнюю клемму.
- Найди на корпусе резистора три клеммы и обозначь их на чертеже.
- Подключи провод к центральной (ползунковой) клемме и к одной из крайних клемм и проверь, изменяется ли сопротивление при повороте ручки.
- Если изменение отсутствует, попробуй вторую крайнюю клемму и снова проверь.
- Выразите, какие клеммы были задействованы, исходя из наблюдаемого изменения сопротивления.
2.1 Подключать резистор следует к центральной и одной из крайних клемм.
2.2 Приведите электрическую схему, использованную вами для измерений сопротивления и напряжения. Кратко опишите, как вы проводили измерения.
Опустите термопару в кипящую воду. Спиртовку поджигайте только во время проведения измерений. Все измерения проводите при кипящей воде.
Нарисуй простую электрическую схему, включающую термопару, переменный резистор и мультиметр; подумай, как переключать режимы измерения сопротивления и напряжения.
При измерении сопротивления используй омметр (ключ должен быть разомкнут); при измерении напряжения включай в цепь и измеряй потенциал на резисторе как вольтметр. Отобрази на схеме место подключений мультиметра в каждом режиме.
- Нарисуй схему с термопарой (источник ЭДС), последовательным резистором и размыкаемым ключом; обозначь выводы резистора, к которым подключается мультиметр.
- Опиши порядок для измерения сопротивления: разомкни ключ, переведи мультиметр в режим омметра и измерь между выбранными выводами резистора.
- Опиши порядок для измерения напряжения: замкни цепь, переведи мультиметр в режим вольтметра и измерь напряжение на резисторе для разных положений ручки.
- Выразите измеренные величины напряжения и сопротивления через показания мультиметра для последующей обработки.
2.3 Проведите измерения зависимости напряжения на резисторе от его сопротивления.
Измени сопротивление резистора и фиксируй напряжение на нём при каждой позиции, пока термопара в кипящей воде.
Применяй законы для цепи с ЭДС и внутренним сопротивлением; связь между ЭДС, током и падением напряжения в цепи и на резисторе описывает экспериментальную зависимость
- Зафиксируй термопару в кипящей воде и последовательно меняй сопротивление резистора, записывая напряжение
на резисторе при каждом значении . - Для каждой пары
вычисли силу тока по формуле и мощность (запиши эти формулы вместе с вычислениями). - Построй таблицу значений
, , , и отобрази результаты графически и . - Выразите внутреннее сопротивление термопары
и ЭДС из полученной системы данных и графика зависимости .
2.3 Результаты измерений зависимости напряжения на резисторе
Таблица 2.
Рядом с таблицей показаны графики зависимости напряжения на резисторе от силы тока и зависимости мощности на резисторе от его сопротивления.
Зависимость
Таким образом, коэффициент наклона графика
График зависимости мощности от сопротивления
Для расчета стоимости электроэнергии следует перевести эту энергию в киловатт-часы и умножить на стоимость одного киловатт-часа:
2.4 Для каждого значения сопротивления резистора рассчитайте значения силы тока и мощности, выделяющейся на резисторе.
Не забудьте привести формулы, по которым вы проводили расчеты.
2.5 Постройте график зависимости напряжения на резисторе от силы тока через него.
Качественно объясните полученную зависимость. Выделите диапазон, в котором данная зависимость может быть приближена линейной зависимостью. Используя этот участок, определите сопротивление термопары.
2.6 Постройте график зависимости мощности, выделяющейся на резисторе от его сопротивления. Качественно объясните полученную зависимость.
Укажите, при каком сопротивлении резистора, эта мощность максимальна. Чему равна эта мощность? Чему равна стоимость электроэнергии (в белорусских рублях), полученной с помощью такого прибора в течение года?
Считайте, что 1 киловатт-час стоит 200 рублей.
Построй график мощности, выделяющейся на резисторе, как функцию его сопротивления и найди максимум этой зависимости.
Используй выражение мощности через ток и сопротивление
- Для каждой записи таблицы построй точку
и построй график зависимости мощности от сопротивления. - Найди на графике значение
, при котором мощность достигает максимума, и прочитай соответствующую . - Переведи найденную максимальную мощность в киловатт-часы за год с помощью формулы стоимости энергии
(запиши эту формулу и подставь соответствующие величины позднее). - Выразите сопротивление резистора, при котором мощность максимальна, и величину
из полученной системы данных.
Примечания
- 2. , , .1.2 1.3 Есливассильноиспугалаэтацитатаивыстрашнобоитесьэкспоненциальнойфункциитопи лучше пропустите, приступайте к выполнению Части 2. Результаты то п.1.2 и 1.3 в ней не используются. ↩
