15. Sprawdzanie prawa Ohma dla obwodów prądu stałego
Cel:
vð Zapoznanie siÄ™ z obwodami elektrycznymi prÄ…du staÅ‚ego.
vð Sprawdzenie liniowej zależnoÅ›ci wartoÅ›ci prÄ…du pÅ‚ynÄ…cego przez opornik od
przyłożonego napięcia.
vð Wyznaczenie wartoÅ›ci oporu nieznanych oporników i ich poÅ‚Ä…czeÅ„: szeregowego i
równoległego.
Pytania i zagadnienia kontrolne:
·ð Co to jest prÄ…d elektryczny? Na czym polega jego przepÅ‚yw w metalach,
półprzewodnikach, cieczach i gazach?
·ð Prawo Ohma. Na czym polega jego sprawdzenie w ćwiczeniu?
·ð Opór i oporność. Od czego zależy wartość oporu przewodnika?
·ð Opór zastÄ™pczy w poÅ‚Ä…czeniu szeregowym i równolegÅ‚ym oporników.
Opis ćwiczenia:
Sprawdzenie prawa Ohma polega na wykazaniu, że prąd płynący przez opornik lub układ
oporników jest wprost proporcjonalny do wartości przyłożonego napięcia
1
I =ð U ,
(15.1)
R
gdzie stałą proporcjonalności jest odwrotność oporu elektrycznego R układu.
A
ączymy zgodnie ze schematem obwód elektryczny składający się z zasilacza prądu
stałego, badanego opornika i amperomierza.
ZASILACZ
R
A
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 R1 umieszczamy opornik R2 , oporniki R1 i R2
połączone szeregowo oraz oporniki R1 i R2 połączone równolegle. Każdorazowo dokonujemy
pomiaru zależności wartości płynącego prądu od przyłożonego napięcia.
Na jednym wykresie przedstawiamy zależność I(ðU)ð dla wszystkich badanych ukÅ‚adów.
Metodą regresji liniowej znajdujemy wartość oporu poszczególnych oporników R1 i R2 oraz
ich połączenia szeregowego RS i równoległego RR . Ze wzorów:
óð
RS =ð R1 +ð R2 ,
(15.2)
R1R2
óð
RR =ð
(15.3)
R1 +ð R2
óð óð óð
obliczamy opór zastępczy układu szeregowego RS i równoległego RR oporników. Opory RS
óð
i RR porównujemy z otrzymanymi wcześniej wartościami RS i RR . 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).