Послідовне з'єднання провідників

Мета: перевірити закони послідовного з'єднання провідників.

Обладнання та матеріали
Джерело струму
Мультиметр
З'єднувальні провідники
Резистори — 3 шт. (Два з яких
однакового номіналу.)
Однополюсний вимикач
Лампа розжарення *

* Для додаткових експериментів.

Детальна інформація про набір ➔

Дослід здійснено за допомогою набору для проведення лабораторних та демонстраційних робіт з курсу електрики та магнетизму EdPro AMPERIA

ПІДГОТОВКА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

1

Підготуйте необхідне для виконання експериментів обладнання та переконайтеся у його справності .
Інформацію про комплектацію набору EdPro Amperia та інструкцію з його використання можна знайти за посиланням https://amperia.edpro.ua/instruction.

Мультиметр

Резистори *

Лампа розжарення

З’єднувальні
провідники

Однополюсний
вимикач

Джерело струму

* Рекомендований опір резисторів становить 50 або 100 Ом.

2

Роздрукуйте роздаткові матеріали для учнів відповідно до кількості робочих груп. Набір EdPro Amperia призначений для роботи групи з 4-х учнів.
Роздаткові матеріали з лабораторної роботи можна завантажити, натиснувши на кнопку "МАТЕРІАЛИ ДЛЯ УЧНІВ".

МАТЕРІАЛИ ДЛЯ УЧНІВ

3

Перед початком практичної роботи нагадайте учням основні поняття та закони до цієї теми, а також ознайомте їх з технікою безпеки.

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

У випадку неправильного під’єднання провідників у колі може відбутися коротке замикання. Хоча джерело струму EdPro Amperia має програмний захист від короткого замикання, все ж варто уникати такої ситуації.

Повний текст рекомендацій з техніки безпеки під час роботи з набором EdPro Amperia доступний за посиланням https://amperia.edpro.ua/safety.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ

Два способи з’єднання провідників у електричному колі:

Послідовне з’єднання

Паралельне з’єднання

Сила струму I — однакова через усі елементи кола.

Напруга на ділянках кола і на кінцях усіх паралельно з’єднаних провідників — однакова.

Закон Ома для розрахунку опору:

Обґрунтування законів послідовного з’єднання

Струм — напрямлений рух електронів (в металах).
Оскільки струм є постійним, а розгалужень у колі немає, то електрони не можуть ні з'являтися ні зникати.
Це означає, що струм повинен бути однаковим на всіх ділянках кола: I = I1 = I2.

Напруга на ділянці кола дорівнює відношенню роботи електричного поля по переміщенню заряду по цій

ділянці кола до величини заряду:

Якщо робота по переміщенню в першому опорі — A1 , а в другому опорі — A2 , тоді повна робота:

Із закону Ома отримуємо: R= R1 + R2.

A = A1 + A2, звідки U = U1 + U2.

У поточній лабораторній роботі потрібно перевірити наступні закони послідовного з’єднання:

Ці твердження можна вважати підтвердженими експериментом, якщо відповідні величини збігаються в межах похибки.

ХІД РОБОТИ З НАБОРОМ AMPERIA

1

Складаємо електричне коло згідно з схемою.
Беремо резистори з однаковими опорами, наприклад 50 Ом та під'єднуємо джерело струму з напругою від 2 В до 5 В.

2

Під'єднуємо мультиметр у режимі вольтметра паралельно до ділянки кола з двох резисторів.

3

Мультиметр в режимі
вимірювання напруги:

Під’єднуємо мультиметр у режимі вольтметра паралельно резистора R1.

4

Під’єднуємо мультиметр у режимі вольтметра паралельно резистора R2 .

5

Переключаємо мультиметр у режим амперметра.
Вимірюємо повний струм з одного боку від резисторів, між резисторами та з іншого боку від них.

Зверніть увагу!
Приклади зібраних електричних кіл з використанням компонентів EdPro Amperia та показники на приладах у цьому розділі надані лише в якості ілюстрації, а не як критерій правильності виконання експерименту. Може бути декілька правильних способів зібрати електричне коло за схемою (з перестановками елементів кола, різними варіантами підключення магнітних з'єднань провідників тощо).

Рекомендуємо давати учням лише формальну постановку задачі та можливість знайти власний варіант її практичного розв'язку.

Найпростіше електричне коло

Провідники та діелектрики

Гальванічний елемент

Послідовне з'єднання провідників

Паралельне з’єднання провідників

Електромагнітна індукція

Явище самоіндукції

Принцип дії трансформатора

Взаємодія електромагніту з постійним магнітом

Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму

Дослід Ерстеда з магнітною стрілкою

Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода

Вимірювання опору провідника за допомогою вольтметра та амперметра

Залежність сили струму від напруги на ділянці кола та від опору цієї ділянки. Закон Ома для ділянки кола постійного струму

Конденсатор. Збереження електричної енергії, заряджання та розряджання конденсатора

Інші досліди