Решение

Республиканская олимпиада 2013 9 класс № Э2

Часть 1. Ознакомление с работой мультиметра.

Результаты измерений приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты измерений.

Условия Истинная температура Температура (измеренная) Сопротивление Напряжение
Тающий лед Ом мВ
Комнатная температура Ом
Кипящая вода Ом мВ

Часть 2. Термопара, как источник электроэнергии.

2.1

2.1 Подключать резистор следует к центральной и одной из крайних клемм.

2.2

2.2 Электрическая схема для проведения измерений показана на рисунке (здесь обозначено – термопара). При измерении сопротивления ключ следует отключить.

2.3

2.3 Результаты измерений зависимости напряжения на резисторе от его сопротивления приведены в Таблице 2. Также представлены результаты расчетов силы тока (по формуле ) и мощности (по формуле )
Таблица 2.

, Ом , мВ , мкА , нВт

Рядом с таблицей показаны графики зависимости напряжения на резисторе от силы тока и зависимости мощности на резисторе от его сопротивления.

Зависимость линейна. При малых напряжениях полученный разброс объясняется малой точностью измерений. Эта зависимость может быть объяснена следующим образом. Пусть термопара создает напряжение , которое сумме напряжений на резисторе и напряжения на термопаре (из-за ее сопротивления ) . Следовательно, напряжение на резисторе

Таким образом, коэффициент наклона графика , взятый с противоположным знаком, равен сопротивлению термопары. По графику можно найти это значение

Ом

График зависимости мощности от сопротивления имеет четко выраженный максимум. Он объясняется следующим образом: ростом сопротивления спадает сила тока в цепи, но возрастает доля напряжения на резисторе. По графику можно определить, что максимальная мощность выделяется при сопротивлении резистора примерно равном Ом, что примерно совпадает с сопротивлением термопары. Эта максимальная мощность примерно равна нВтВт

Для расчета стоимости электроэнергии следует перевести эту энергию в киловатт-часы и умножить на стоимость одного киловатт-часа:

рубкВтчаскВтчасруб

Примечания

  1. 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.