Паралельне з’єднання провідників

Мета: перевірити закони паралельного з'єднання провідників.

Illustration

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.

Multimeter

мультиметр

resistor

резистори(рекомендований опір резисторів становить 50 або 100 Ом)

lamp

лампа розжарення

Power supply unit

джерело струму

Switch

однополюсний вимикач

wires

з’єднувальні провідники

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".

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

Illustration
Illustration
Illustration
Illustration

Сила струму I — однакова через усі елементи кола.

Паралельне з’єднання

Illustration
Illustration
Illustration
Illustration

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

Закон Ома для розрахунку опору

Illustration
Illustration
Illustration
Illustration

Обґрунтування законів паралельного з’єднання

Струм — напрямлений рух електронів (в металах).Оскільки струм є постійним, а в розгалужені заряди не можуть ні виникати, ні знищуватися, струм, що входить у розгалуження рівний сумі струмів, що виходять із нього: I = I1 + I2.

Illustration

Напруга на ділянці кола із резисторами дорівнюватиме напрузі на кожному із резисторів.Опір паралельно з’єднаних резисторів можна знайти із закону Ома.Для кожного із резисторів:

Illustration

Підставляючи в I = I1 + I2 та скоротивши:

Illustration

ці закони легко узагальнюються на довільну кількість паралельно з’єднаних провідників.
У поточній лабораторній роботі потрібно перевірити наступні закони паралельного з’єднання:

Illustration
Illustration
Illustration

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

ХІД РОБОТИ З НАБОРОМ AMPERIA

1.

Illustration
Illustration

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

2.

Illustration
Illustration
Illustration

Під'єднуємо мультиметр у режимі вимірювання напруги.

3.

Illustration
Illustration
Illustration

Перемикаємо мультиметр у режим вимірювання струму.

4.

Illustration
Illustration

Вимірюємо струм через резистор R1.

5.

Illustration
Illustration

Вимірюємо струм через резистор R2.

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.

Illustration

Найпростіше електричне коло

Illustration

Провідники та діелектрики

Illustration

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

Illustration

Вимірювання опору провідника за допомогою вольтметра та амперметра

Illustration

Гальванічний елемент

Illustration

Послідовне з’єднання провідників

Illustration

Паралельне з'єднання провідників

Illustration

Залежність опору від матеріалу, довжини та площі перерізу провідника

Illustration

Взаємодія електромагніту з постійним магнітом

Illustration

Електромагнітна індукція

Illustration

Явище самоіндукції

Illustration

Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму

Illustration

Дослід Ерстеда з магнітною стрілкою

Illustration

Принцип дії трансформатора

Illustration

Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода

Illustration

Конденсатор. Збереження електричної енергії, заряджання та розряджання конденсатора