15. Sprawdzanie prawa Ohma dla obwodów prądu stałego

Cel:

 Zapoznanie się z obwodami elektrycznymi prądu stałego.
 Sprawdzenie liniowej zależności wartości prądu płynącego przez opornik od

przyłożonego napięcia.

 Wyznaczenie wartości oporu nieznanych oporników i ich połączeń: szeregowego i

równoległego.

Pytania i zagadnienia kontrolne:



Co to jest prąd elektryczny? Na czym polega jego przepływ w metalach,
półprzewodnikach, cieczach i gazach?



Prawo Ohma. Na czym polega jego sprawdzenie w ćwiczeniu?



Opór i oporność. Od czego zależy wartość oporu przewodnika?



Opór zastępczy w połączeniu szeregowym i równoległym oporników.

Opis ćwiczenia:

Sprawdzenie prawa Ohma polega na wykazaniu, że prąd płynący przez opornik lub układ

oporników jest wprost proporcjonalny do wartości przyłożonego napięcia

U

R

1

I



,

(15.1)

gdzie stałą proporcjonalności jest odwrotność oporu elektrycznego R układu.

Łączymy zgodnie ze schematem obwód elektryczny składający się z zasilacza prądu

stałego, badanego opornika i amperomierza.

Rys. 15.1 Schemat obwodu do badania prawa Ohma

Zmieniając napięcie zasilania dokonujemy pomiaru zależności prądu I płynącego przez
opornik od wartości przyłożonego do niego napięcia

U

. Następnie zestawiamy kolejne

obwody, w których zamiast opornika

1

R umieszczamy opornik

2

R , oporniki

1

R i

2

R

połączone szeregowo oraz oporniki

1

R i

2

R

połączone równolegle. Każdorazowo dokonujemy

pomiaru zależności wartości płynącego prądu od przyłożonego napięcia.

ZASILACZ

A

R

Na jednym wykresie przedstawiamy zależność

 

U

I

dla wszystkich badanych układów.

Metodą regresji liniowej znajdujemy wartość oporu poszczególnych oporników

1

R i

2

R

oraz

ich połączenia szeregowego

S

R i równoległego

R

R . Ze wzorów:

2

1

R

R

R

S







,

(15.2)

2

1

2

1

R

R

R

R

R

R







(15.3)

obliczamy opór zastępczy układu szeregowego

S

R



i równoległego

R

R



oporników. Opory

S

R



i

R

R



porównujemy z otrzymanymi wcześniej wartościami

S

R i

R

R . Zapisujemy wnioski.

Literatura:

1. Dryński T., Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa (dostępne wydania).
2. Resnick R., Halliday D., Walker J., Podstawy fizyki T.3, PWN, Warszawa (dostępne

wydania).

3. Bobrowski C., Fizyka: krótki kurs, WNT, Warszawa (dostępne wydania).
4. Orear J., Fizyka T.1, WNT, Warszawa (dostępne wydania).