джерело струму

резистори

Рекомендований опір резисторів становить 50 та 100 Ом.

мультиметр

реостат

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.

Для металів, електролітів та напівпровідників, за постійної температури, сила струму прямо пропорційна прикладеній напрузі. Тобто, графік залежності струму I від напруги U (вольт-амперна характеристика) — пряма, що проходить через початок координат.Цей закон не виконується для газів або за великих напруг.

Де R1 та R2 — Вольт-амперні характеристики резисторів.Таким чином, закон Ома для ділянки кола:

Де I — сила струму, U — напруга, R — електричний опір.

В системі СІ одиницями напруги, струму та опору є, відповідно: В — вольт, А — ампер, Ом (або Ω) — ом. Один ом — це опір провідника, через який протікає струм 1 ампер, якщо до нього прикласти напругу 1 вольт.Назви одиниць пишуть з малої літери, а самі одиниці — з великої. Приклади: «Одиницею опору є ом», «Струм вимірюється в амперах», але «Опором 1 Ом», «Сила струму 1 А».Поміж фізиків популярний жарт: справжня слава для фізика — це коли в підручниках його прізвище пишуть з малої літери.

Для вимірювання струму використовується амперметр, напруги — вольтметр, опору — омметр:

Амперметр потрібно під'єднувати у коло з опором, в якому вимірюють силу струму. Його опір має бути мінімальним, щоб мінімізувати зміну струму, який він вимірює.Ідеальний амперметр має опір RA ід = 0, або RA<< R, де R — опір провідників у колі.Вольтметр підключають до точок, між якими вимірюють напругу, тобто, паралельно до елементів кола. Його опір має бути дуже великим.Ідеальний вольтметр має безмежний опір, RV ід = ∞Омметр — прилад для вимірювання опору.Комбінований вимірювальний пристрій, який здатен вимірювати струм, напругу, опір, називають мультиметром. Деякі мультиметри також можуть вимірювати інші величини: ємність, індуктивність, частоту тощо.

Реостат — прилад, електричний опір якого можна змінювати.В школах найчастіше використовується повзунковий реостат. Дія такого реостата базується на тому, що опір провідника прямо пропорційний його довжині.Тому, прикріпивши один контакт до початку провідника, а інший переміщаючи вздовж нього, можна легко керувати опором.Для компактності провідник намотують на діелектричну основу, а другим контактом служить спеціальний повзунок, що рухається вздовж металевого направляючого стрижня.

Послідовно включений в коло реостат дозволяє керувати струмом чи напругою у колі в невеликому інтервалі:

При потенціометричному ввімкненні реостат дозволяє змінювати напругу від нуля до напруги джерела живлення:

Відносні похибки вимірювання (δI для амперметра та δU для вольтметра) можна знайти в документації на вимірювальні прилади. Для електровимірювальних приладів там часто вказують клас точності.Опір розраховується за формулою:

Тоді відносна похибка для R:

Де δI та δU — відносні похибки вимірювання струму та напруги, відомі із документації.Для прикладу, абсолютна похибка розраховується як:

Абсолютну похибку можна визначити безпосередньо, але цей спосіб є менш зручним для обчислення:

Розрахунок похибки є доволі тривалим процесом, але без неї саме значення виміру позбавлене сенсу.Лише у випадку, коли, крім значення тієї чи іншої фізичної величини, відома її похибка, можна проводити якісь порівняння, перевірку законів фізики тощо.Детальніше про похибки та роботу із ними можна дізнатися за посиланням: https://amperia.edpro.ua/labs/me

2.

Якщо є лише один мультиметр, в ролі вольтметра можна використовувати блок живлення:

3.

Один мультиметр підключаємо в режимі вимірювання струму:

Інший — в режимі вимірювання напруги: