Лабораторная работа № 5
Тема: Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.
Цель работы: научиться измерять ЭДС (E) источника тока и косвенными измерениями определять его внутреннее сопротивление.
Оборудование:
- аккумулятор или батарейка для карманного фонаря;
- вольтметр;
- амперметр;
- реостат;
- ключ.
Теоретическая часть
При разомкнутом ключе (рисунок) ЭДС источника тока равна напряжению на внешней цепи. В эксперименте источник тока 
замкнут на вольтметр, сопротивление которого Rв должно быть много больше внутреннего сопротивления источника тока г. Обычно сопротивление источника тока достаточно мало, поэтому для измерения напряжения можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0-6 В и сопротивлением Rв = 900 Ом (см. надпись под шкалой прибора). Так как Rв » г, отличие E от U не превышает десятых долей процента, а потому погрешность измерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения.
Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенным путем, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из закона Ома для замкнутой цепи (см. § 108) получаем E = U + Ir, где U = IR - напряжение на внешней цепи (R - сопротивление реостата). Поэтому гпр = (Eпр - Uпр)/Iпр. Для измерения силы тока в цепи можно использовать школьный амперметр со шкалой 0-2 А. Максимальные погрешности измерений внутреннего сопротивления источника тока определяются по формулам εпр = (ΔE + ΔU)/(Eпр - Uпр) + ΔI/Iпр, Δr = rпрεr
Указания к работе
1. Подготовьте бланк отчета со схемой электрической цепи и таблицей для записи результатов измерений и вычислений.
| № | Измерено | Вычислено | |||||||
| Uпр, В | Iпр, А | Eпр, В | ΔиU, В | ΔоU, В | ΔU, В | εU, % | εE, % | rпр, Ом |
|
| Измерение E | |||||||||
| Измерение r | |||||||||
| Вычислено | |||||||||
| Измерение E | ΔиI, А | ΔоI, А | ΔI, А | εI, % | εr, % | Δr, Ом | |||
| Измерение r | |||||||||
2. Соберите электрическую цепь согласно рисунку. Проверьте надежность электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.
3. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.
4. Измерьте ЭДС источника тока.
5. Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе и вычислите rпр. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов.
6. Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:
E = Eпр ± ΔE, εE = ...%
r = rпр ± Δr, εr = ...%