Нарисуй эквивалентную схему батарейки с внутренним сопротивлением и внешней нагрузкой. Подумай, какие падения напряжения суммируются при замкнутой цепи.

Применяй закон Кирхгофа/Ома к полной цепи: сумма ЭДС и падений напряжений на внутренних и внешних сопротивлениях даёт нулевое кружение. Запиши уравнение баланса для элементов схемы.

1. Нарисуй контур: источник с ЭДС и внутренним сопротивлением , внешняя нагрузка — произвольное сопротивление.
2. Пропиши уравнение баланса напряжений вдоль контура (ЭДС и падения напряжений на и на внешней части).
3. Вырази напряжение на внешней цепи через ток в цепи , и из полученной системы.

Подумай, как воспользоваться высоким входным сопротивлением вольтметра, чтобы он не искажал измеряемую цепь, и как измерить ток, не имея амперметра.

Используй вольтметр для измерения падения на известном эталонном резисторе (включённом в цепь как шунт) и на внешнем участке; силу тока найдёшь по закону Ома для этого шунта.

1. Собери схему: источник — последовательно и переменный резистор ; вольтметр переключаем между выводами (поз.1) и (поз.2).
2. Измеряй на и на для каждого положения .
3. Вычисли силу тока в цепи как и напряжение внешней цепи как .
4. Вырази через измеренное и известный .

Меняй сопротивление нагрузки, фиксируй показания вольтметра для каждого положения и запиши соответствующий ток. Подумай, что получится при больших и малых токах.

Для набора значений измеряй и , вычисляй и полное внешнее напряжение ; полученные пары нанесёшь на график и аппроксимируешь прямой.

1. Выбери ряд положений переменного резистора и для каждого измерь и .
2. Для каждого опыта вычисли и .
3. Построй набор точек и нанеси на бумагу/в программу.
4. Аппроксимируй полученные точки прямой — дальше останется только извлечь параметры этой прямой.

Подумай, как вольтметр с очень большим сопротивлением влияет на цепь при измерении напряжения на незамкнутой батарее.

Измеряй напряжение на выводах батареи в режиме «холостого хода» (вольтметр подключён напрямую); ввиду малого тока через вольтметр напряжение практически равно ЭДС.

1. Отключи внешнюю нагрузку и подключи вольтметр к выводам батареи.
2. Зафиксируй показание вольтметра как значение открытой цепи.
3. Объясни, почему при этом ток через источник пренебрежимо мал и показание близко к .
4. Вырази как значение, снятое вольтметром в режиме холостого хода.

Представь две батарейки, соединённые последовательно: как складываются источники напряжения и сопротивления в замкнутой цепи?

Применяй правило суммирования при последовательном соединении: в КЗЛ (Кирхгофе) падения на внутренних сопротивлениях складываются, так же складываются ЭДС при одинаковой полярности.

1. Нарисуй две последовательно соединённые эмф+r элементы и выпиши уравнение баланса напряжений для полного контура.
2. Собери падения напряжений на обоих внутренних сопротивлениях и суммой приравняй к сумме ЭДС и внешних падений.
3. Вырази общую ЭДС и общее внутреннее сопротивление системы как суммы соответствующих величин отдельных элементов.

Собери последовательную пару батареек и измерь их нагрузочную характеристику так же, как для одной батарейки.

Построй для составного источника и аппроксимируй прямой; сравни полученные и с суммами индивидуальных значений, найденных ранее.

1. Собери схему с последовательными батареями и проведи серию измерений для разных нагрузок; вычисли и для каждого опыта.
2. Построй график и аппроксимируй прямой, извлекая и .
3. Вычисли теоретические суммы и по индивидуальным измерениям.
4. Сравни экспериментальные и теоретические значения, вырази разности и оценку соответствия.

Нарисуй схему параллельного соединения двух источников, четко обозначив их клеммы и токи, текущие из каждого источника к общим выводам. Подумай, что несколько разных ЭДС дают при равных напряжениях на общих клеммах.

Примените закон Ома к каждому источнику вместе с условием того, что напряжение на общих клеммах одно и то же для обоих ветвей (то есть равенство потенциалов на выводах составного источника). Запиши соответствующие уравнения для каждой ветви.

1. Обозначь ЭДС и внутренние сопротивления как и , введите токи ветвей и общий ток , и пометь полярности напряжений на клеммах.
2. Запиши для каждой ветви соотношение между ЭДС, падением напряжения на внутреннем сопротивлении и напряжением на клеммах (т. е. два уравнения, связывающие и с общим напряжением на клеммах).
3. Вырази общий ток через параметры источников и напряжение на клеммах, используя полученные уравнения (подставь в ).
4. Введи эквивалентную ЭДС составного источника как ту ЭДС, которая при том же общем токе и суммарном внутреннем сопротивлении даёт то же напряжение на клеммах, и выразите эквивалентную ЭДС из полученной системы.

Наложи на один график экспериментальную кривую и теоретическую зависимость, вычисленную по формуле (1) с учётом добавленных последовательных резисторов.

Подставь в формулу (1) вместо малых суммарные сопротивления ветвей ( плюс подключённый последовательный резистор у каждой батарейки) и построй теоретическую кривую ; сравни с экспериментом.

1. Возьми значения из предыдущих измерений и учти добавленные последовательные резисторы в соответствующих ветвях.
2. Вычисли теоретическую зависимость по формуле (1), подставив суммарные сопротивления ветвей.
3. Нанеси на один график теоретическую кривую и экспериментальные точки и проанализируй расхождения.
4. Вырази величину расхождения между теорией и экспериментом и сделай вывод о применимости формулы (1) в данной установке.