Ознакомьтесь с конспектом лекций и учебником. Запустите программу компьютерного моделирования. Выберите модель «Конструктор цепей постоянного тока». Прочитайте краткие теоретические сведения. Подготовьте конспект.

• Знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного тока.
• Экспериментальное подтверждение закона Ома для неоднородного участка цепи.

Определение величины (силы) тока:

Закон Ома для участка цепи: величина (сила) тока, текущего по однородному (в смысле отсутствия сторонних сил) металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения U на проводнике где R – сопротивление проводника.

Резистором называется устройство, обладающее заданным постоянным сопротивлением.

Реостатом называется переменное сопротивление.

Напряжением на участке цепи 1–2 называется физическая величина, определяемая выражением

Закон Ома для неоднородного участка цепи:

где φ₁ и φ₂ – потенциалы концов участка, ₁₂ – ЭДС, действующая на данном участке цепи.

Применяя закон Ома для неоднородного участка цепи, необходимо помнить о правиле выбора знаков: произведение IR следует брать со знаком «+», если направление обхода совпадает с направлением тока на этом участке, ЭДС ₁₂ будет иметь знак «+», если её направление (от минуса к плюсу) совпадает с направлением обхода. При этом надо иметь в виду, что вольтметр, подключённый к концам любого участка цепи, будет показывать разность потенциалов между точками подключения прибора, а направление отклонения стрелки прибора будет определяться параметрами внешней цепи.

Таким образом, закон Ома для неоднородного участка цепи можно записать в виде

(1)

Из формулы (1) видно, что при I = 0 вольтметр покажет ЭДС источника, включённого в данный участок цепи.

В лабораторной работе изучается модель электрической цепи, содержащей на одном из своих участков источник электродвижущей силы (ЭДС). На этом участке, в зависимости от соотношений между параметрами цепи, разность потенциалов между его крайними точками может менять знак, переходя через 0.

Внимательно рассмотрите окно опыта. Найдите все регуляторы и другие основные элементы. Зарисуйте в свой конспект схему опыта. Соберите на экране монитора замкнутую цепь, показанную на рис. 1.

Рис. 1

1.	Для этого сначала щёлкните левой кнопкой мыши в голубой кнопке, слева от значка источника тока, расположенного в окне «Элементы схемы».
2.	Переместите маркер мыши на рабочую часть экрана, где расположены точки. Щёлкните левой кнопкой мыши в рабочей части экрана, где будет расположен источник тока.
3.	Аналогичным образом разместите справа от источника тока резистор, играющий роль переменного сопротивления и амперметр.
4.	Затем слева расположите резистор нагрузки R1, резистор r – внутреннее сопротивление источника тока – и вольтметр, измеряющий напряжение на нагрузке.
5.	Все элементы схемы соедините аналогичным образом между собой с помощью соединительных проводов так, как показано на рис. 2.
6.	Установите значения параметров для источника тока и внутреннего сопротивления, указанные в таблице 1 для вашей бригады. Для этого щелкните левой кнопкой мыши на голубой кнопке значка «резистор с перекрещенным гаечным ключом», расположенной в окне «Управление».
7.	Затем щёлкните на цифре, расположенной под элементом схемы, и на появившемся регуляторе установите необходимое числовое значение конкретного элемента схемы, которые указаны в таблице 1 для вашей бригады.
8.	Установите сопротивление реостата R = 1 Ом. Измерьте значения тока и разности потенциалов (щёлкнув мышью по кнопке «Рассчитать») и запишите их в таблицу 2.
9.	Увеличивая сопротивление реостата R каждый раз на 1 Ом, повторите измерения силы тока и разности потенциалов по пункту 8 и заполните таблицу 2.
10.	Включите в схему второй источник питания, как показано на рис. 2, и установите значение R2 и 2, соответствующее номеру вашей бригады.
11.	Проведите на второй схеме все измерения пп. 8, 9.

Рис. 2

Бригада 1 2 3 4 5 6 7 8 1, B 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 2, B –2,5 –3,5 –4,0 –3,5 –3,0 –4,5 –5,0 –5,5 r, Ом 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 R1, Ом 8,0 7,5 7,0 6,5 8,5 9,0 9,5 10,0 R2, Ом 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5

Таблица 1. Значения ЭДС (1 и 2), внутреннего сопротивления источника (r), R1 и R2

Номер измерения 1 = ______, R1 = ______, r = ______ 1 = ______, 2 = ______, r = ______ R, Ом U, B I, A R, Ом U, B I, A 1 2 ... 10

Таблица 2. Результаты измерений