vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
поддерживают постоянным, контролируя его по вольтметру PV1. После этого приступают к настройке цепи, то есть к установке заданных параметров цепи.
Индуктивная катушка помимо индуктивного сопротивления XL обладает еще и активным сопротивлением Rк, которое обусловлено сопротивлением провода катушки и потерями энергии в стальном сердечнике (от гистерезиса и вихревых токов). Поэтому значение активного сопротивления R = Rp + Rк цепи целесообразно установить при резонансе напряжений. Для чего, уменьшая индуктивность L катушки (выдвигая сердечник из нее) и одновременно наблюдая за показаниями фазометра, добиваются совпадения по фазе тока и напряжения в цепи, что соответствует = 0 и соs = 1, и в этом положении сердечник фиксируют в катушке. Затем уменьшают сопротивление реостата до тех пор, пока измеряемые ток I в цепи и активная мощность P не примут расчетных значений, соответствующих резонансу напряжений. При этом возможно незначительное уменьшение cos , который необходимо вновь установить равным единице, изменяя положение сердечника в катушке. После того, как в цепи установлены ток I, мощность Р и коэффициент мощности cos , равные расчетным при резонансе напряжений, и к цепи подведено напряжение U, равное заданному, движок реостата оставляют в этом положении на все время измерений. Очевидно, что при этом в цепи установлено расчетное значение R. Желательно по показаниям приборов проверить cos = P/UI = 1.
Поскольку в цепи установлен резонанс напряжений, что соответствует точке 3 на кривой I = f(L) (рис. 2.2), то измерения начинают именно с точки резонанса напряжений. В табл. 2.3 записывают показания амперметра, ваттметра и фазометра, а также измеренные вольтметром PV2 напряжения UR — на реостате, UК — на катушке и UС — на конденсаторе.
Так как индуктивная катушка обладает и активным сопротивлением, то при резонансе напряжений напряжение Uк на катушке будет
23
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
на несколько вольт (2…3 В) больше напряжения UC на конденсаторе. Соответственно, напряжение UR на реостате будет меньше расчетного значения, так как активное сопротивление Rp реостата в исследуемой цепи меньше расчетного значения R на величину сопротивления катушки, то есть Rp = R – Rк.
После измерений при резонансе напряжений необходимо провести еще не менее двух-трех измерений при меньших значениях индуктивности и столько же при больших значениях. Сначала полностью выдвигают сердечник из катушки, что соответствует минимальной индуктивности Lmin, и производят все необходимые измерения. Минимальной индуктивности соответствует минимальный ток Imin. Диапазон токов от Imin до Imax при резонансе напряжений разбивают на три примерно равные части и, изменяя индуктивность катушки, устанавливают полученные значения токов и проводят измерения всех величин.
Аналогично поступают при бóльших (L > Lрез) значениях индуктивности, начиная измерения при максимальной индуктивности. Таким образом, получают 7 значений тока и других величин. Данные измерений записывают в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Результаты измерений и вычислений
Исходные данные: U = … B; R = … Ом; C = … мкФ; f = 50 Гц |
|||||||||||||||||||
№ |
Результаты измерений |
Результаты вычислений |
|||||||||||||||||
I |
P |
UR |
UК |
UC |
cos |
Z |
R |
RР |
Rк |
X |
XС |
ZК |
XL |
L |
S |
Q |
|||
А |
Вт |
В |
Ом |
Гн |
В·А |
В Ар |
|||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||
2 |
|||||||||||||||||||
3 |
|||||||||||||||||||
4 |
|||||||||||||||||||
5 |
|||||||||||||||||||
6 |
|||||||||||||||||||
7 |
|||||||||||||||||||
24
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Следует иметь в виду, что при изменении положения сердечника в катушке будет изменяться и ее активное сопротивление Rк вследствие изменения магнитных потерь в сердечнике. Поэтому расчетное значение активного сопротивления R цепи, установленное при резонансе напряжений, также будет изменяться в некоторых пределах.
2.2.2. Обработка результатов измерений
На основе опытных данных необходимо вычислить и записать в табл. 2.3 все указанные в ней величины:
– полное сопротивление всей цепи и катушки соответственно:
Z = U / I; Zк = Uк / I;
– активное сопротивление всей цепи, реостата и катушки соответственно:
R = P / I2, RР = UR / I, Rк = R – RР;
–реактивное сопротивление всей цепи X Z 2 R2 , причем перед корнем следует принимать знак плюс (+), если в цепи преобладает индуктивное сопротивление (когда Uк > UС), и знак минус (–), если преобладает емкостное (когда UС > Uк);
–емкостное сопротивление цепи ХС = UС / I;
–индуктивное сопротивление катушки X L Zк2 Rк2 ;
–индуктивность катушки L = XL / ω = XL / 314;
–коэффициент мощности цепи cos = P / UI;
–реактивную и полную мощности цепи Q = UIsin ; S = UI.
По данным табл. 2.3 строят зависимости тока I, напряжений Uк и UС и полного сопротивления Z от индуктивности L (аналогично рис. 2.2). Кроме того, по опытным данным строят три векторные диаграммы напряжений для случаев Lрез, Lmax и Lmin.
При построении векторных диаграмм напряжений следует пом- |
|
нить, что вектор U , изображающий напряжение на зажимах исследу- |
|
емой цепи, согласно второму закону Кирхгофа равен сумме |
век- |
25
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
торов, изображающих напряжения на реостате, конденсаторе и ка- |
||||
тушке, т. е. |
U |
U R UC Uк , причем модули этих векторов равны |
действующим значениям соответствующих напряжений.
Ha pиc. 2.4 приведена векторная диаграмма напряжений, которую строят по опытным данным следующим образом. Прежде чем приступить к построению векторной диаграммы необходимо
выбрать масштабы тока mI и напряжения mu (например, mU = 20 В/см, что означает, что напряжению 20 В соответству-
ет вектор длиной 1 см) и опре- |
||
делить длины векторов тока I и |
||
напряжений U R , U к |
и UC . При |
|
последовательном |
соединении |
элементов за начальный вектор принимают вектор тока I , ко-
торый на рис. 2.4 направлен вертикально вверх. Затем из точки 0 от-
кладывают вектор U R напряжения на реостате, совпадающий по фазе
с вектором тока. Из конца вектораU R под углом /2 в сторону отста-
вания по фазе проводят вектор UC (угол /2 принимают потому, что
конденсатор обладает практически только емкостным сопротивлени- |
|||
ем). Из конца вектора UC проводят дугу радиусом, равным напряже- |
|||
нию U к на индуктивной катушке, а из точки 0 — дугу радиусом, рав- |
|||
ным напряжению U |
на зажимах всей цепи. Точка пересечения этих |
||
дуг соответствует концам векторов напряжений U к |
и U . |
Началом |
|
вектора U к является конец вектораUC , а началом вектора U |
— точка |
0. (Для однозначного определения точки пересечения проводимых дуг следует руководствоваться тем, что активная составляющая напряжения совпадает по фазе с током I ).
26
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
2.3. ПРОГРАММА РАБОТЫ
Ч. 1. «Расчет и сборка электрической цепи»
1.На основе исходных данных задания рассчитайте все величины, указанные в табл. 2.2, и результаты запишите в ту же таблицу.
2.По данным табл. 2.2 постройте зависимости тока I, напряжений UL, UС и полного сопротивления Z от индуктивности L, как показано на рис. 2.2.
3.Соберите цепь, схема которой показана на рис. 2.3.
Ч.2. «Экспериментальное исследование электрической цепи»
1.Установите в цепи резонанс напряжений при заданном значении емкости С и установите заданное активное сопротивление цепи, как указано в п. 2.2.1.
2.При резонансе напряжений измерьте и запишите в табл. 2.3 все указанные в ней величины.
3.Проведите не менее шести аналогичных измерений в цепи при различных положениях сердечника в катушке, как указано в п. 2.2.1, и результаты запишите в табл. 2.3.
4.По опытным данным вычислите и запишите в табл. 2.3 значения всех указанных в ней величин.
5.По данным табл. 2.3 постройте зависимости тока I, напряжений UL, UС и полного сопротивления Z от индуктивности L, как показано на рис. 2.2.
6.По опытным данным постройте три векторные диаграммы напряжений для случаев: резонанса напряжений, наибольшей и наименьшей индуктивности.
7.Запишите технические данные приборов, использованных в
работе.
8.Проведите анализ полученных результатов, в котором:
– сравните расчетные и опытные данные проверяемого задания;
27
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
–оцените расхождения между расчетными значениями напряжений на катушке и конденсаторе при резонансе напряжений и значениями, полученными при экспериментальном исследовании цепи, объясните причину этих расхождений;
–оцените расхождения между расчетными и измеренными в опыте значениями напряжений на реостате, объясните причину этих расхождений;
–сравните значения коэффициента мощности cos , полученные по показаниям ваттметра, вольтметра и амперметра, с показаниями фазометра.
2.4.Контрольные вопросы
1.Назовите условие резонанса напряжений.
2.Как определить резонанс напряжений по показаниям измерительных приборов в цепи?
3.Как установить заданные параметры цепи (С и R)?
4.Почему расчетное значение активного сопротивления цепи устанавливают при резонансе напряжений? Как определить значение подводимого к расчетной цепи напряжения U при известных значени-
ях UR, UL и UС?
5.Каково назначение автотрансформатора в работе?
6.Какому крайнему положению сердечника соответствует максимальное индуктивное сопротивление катушки (сердечник полностью в катушке или выдвинут из катушки)?
7.Покажите точки в цепи, к которым следует присоединять вольтметр для измерения напряжений U; UR; UК; UС?
8.Что покажет вольтметр при измерении суммарного напряжения на катушке и конденсаторе при резонансе?
28
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
РАБОТА 3
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ
Работа состоит из двух частей: ч. 1 «Расчетное и экспериментальное исследование цепи при изменении емкости параллельной ветви» и ч. 2 «Расчетное и экспериментальное исследование цепи при компенсации реактивной мощности».
3.1. РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЕМКОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ВЕТВИ
Цель работы — ознакомление с однофазной цепью синусоидального тока, в которую параллельно включены приемники, характеризуемые активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью; приобретение практических навыков сборки и исследования электрических цепей. Расчетная часть работы предшествует экспериментальной и выполняется согласно заданию, номер которого из табл. 3.1 указывает преподаватель. Объем работы указан в разделе 3.3 Программа работ.
3.1.1. Указания по расчету
Задача 1. Расчетная схема цепи приведена на рис. 3.1. Исходные данные (напряжение U, активное сопротивление R, индуктивность L и частота f) указаны в табл. 3.1. Необходимо рассчитать величины, приведенные в табл. 3.2, при всех значениях емкости С конденсатора.
При расчете цепи с параллельным соединением приемников удобнее оперировать не сопротивлениями приемников, а их проводимостями. Для простой цепи (рис. 3.1) с параллельным соединением резистора, индуктивного и емкостного элементов, обладающих
29
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
сопротивлениями R, XL и XC соответственно, их проводимости определяют по соотношениям: активная G = 1 / R, индуктивная BL = 1 / XL = 1 / L, емкостная ВС = 1 / XC = С. При этом, чтобы проводимость выражалась в сименсах (См), индуктивность должна быть выражена в генpи (Гн), а емкость в фарадах (Ф); угловая частота при f = 50 Гц равна = 2πf = 314 рад/c. В задаче 1 проводимости G и BL остаются постоянными, а при изменении емкости будет изменяться проводимость ВС.
Таблица 3.1 |
|||||
Расчетные задания при U = 100 В, f = 50 Гц |
|||||
№ |
Задача 1 |
Задача 2 |
|||
задания |
R, Ом |
L, Гн |
P, Вт |
cos 1 |
cos 2 |
1 |
50 |
0.10 |
200 |
0.60 |
0.85 |
2 |
80 |
0.12 |
180 |
0.65 |
0.90 |
3 |
100 |
0.14 |
160 |
0.70 |
0.95 |
4 |
80 |
0.16 |
240 |
0.60 |
0.90 |
5 |
90 |
0.18 |
220 |
0.65 |
0.95 |
6 |
100 |
0.20 |
260 |
0.70 |
0.90 |
7 |
90 |
0.22 |
200 |
0.65 |
0.90 |
8 |
70 |
0.10 |
180 |
0.70 |
0.95 |
9 |
60 |
0.12 |
160 |
0.60 |
0.90 |
10 |
70 |
0.14 |
240 |
0.65 |
0.95 |
11 |
50 |
0.16 |
220 |
0.70 |
0.90 |
12 |
80 |
0.18 |
260 |
0.60 |
0.95 |
13 |
50 |
0.20 |
200 |
0.70 |
0.95 |
14 |
60 |
0.22 |
180 |
0.60 |
0.85 |
30
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Окончание табл. 3.1
№ |
Задача 1 |
Задача 2 |
|||
задания |
R, Ом |
L, Гн |
P, Вт |
cos 1 |
cos 2 |
15 |
90 |
0.10 |
160 |
0.65 |
0.90 |
16 |
100 |
0.12 |
240 |
0.70 |
0.95 |
17 |
50 |
0.14 |
220 |
0.60 |
0.95 |
18 |
100 |
0.16 |
260 |
0.65 |
0.85 |
19 |
60 |
0.18 |
200 |
0.60 |
0.90 |
20 |
80 |
0.20 |
180 |
0.70 |
0.85 |
21 |
100 |
0.22 |
160 |
0.60 |
0.85 |
22 |
60 |
0.10 |
240 |
0.65 |
0.90 |
23 |
50 |
0.12 |
220 |
0.70 |
0.95 |
24 |
80 |
0.14 |
260 |
0.60 |
0.85 |
25 |
70 |
0.16 |
200 |
0.65 |
0.95 |
26 |
50 |
0.18 |
180 |
0.70 |
0.90 |
27 |
90 |
0.20 |
160 |
0.60 |
0.85 |
28 |
70 |
0.22 |
249 |
0.65 |
0.90 |
29 |
70 |
0.12 |
220 |
0.70 |
0.95 |
30 |
60 |
0.20 |
260 |
0.65 |
0.95 |
Другие величины в табл. 3.2 находят следующим образом. Реактивную В и полную Y проводимости цепи определяют по
формулам:
B = BL – BС; Y G2 ( BL BС )2 G2 B2 .
Следует иметь в виду, что если BL > BС, то B > 0, а если BL < BС,
то B < 0.
Действующие значения токов в ветвях цепи определяют по закону Ома:
–с активной проводимостью IR = GU = U / R;
–с индуктивной проводимостью IL = BLU = U / L; – емкостной проводимостью IС = BCU = CU;
– в неразветвленной части цепи I = YU.
Сдвиг фаз между напряжением и током в неразветвленной части цепи
arctg BL BC arctg B G G
31
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
При постоянных значениях G и BL изменение емкости С, или емкостной проводимости ВC, вызывает изменение как значения тока, так и угла . Изменение знака угла означает изменение характера нагрузки. Когда > 0, то нагрузка активно–индуктивная; когда < 0, то нагрузка активно–емкостная.
Коэффициент мощности зависит от параметров цепи следующим образом:
cos = G / Y.
Активную Р и реактивную Q мощности вычисляют по форму-
лам: |
||||||||||||||||
Р = UIcos = GU2; |
Q = UIsin = BU2. |
|||||||||||||||
Таблица 3.2 |
||||||||||||||||
Результаты расчета цепи |
||||||||||||||||
Исходные данные: U = 100 B; f = 50 Гц ; R = … Ом; L = … Гн; |
||||||||||||||||
№ |
Расчетные данные |
|||||||||||||||
C |
G |
BL |
BC |
B |
Y |
IR |
IL |
IC |
I |
cos |
P |
Q |
||||
мкФ |
См |
А |
град |
– |
Вт |
В·Ар |
||||||||||
1 |
0 |
|||||||||||||||
2 |
30 |
|||||||||||||||
3 |
60 |
|||||||||||||||
4 |
90 |
|||||||||||||||
5 |
120 |
|||||||||||||||
6 |
150 |
|||||||||||||||
7 |
Срез |
|||||||||||||||
Если |
индуктивная |
и |
емкостная |
проводимости цепи |
равны |
(BL = BС), то в цепи возникает резонанс токов, т. е. режим, при котором токи IL и IС в ветвях с индуктивной и емкостной проводимостями равны по значению. При этом, если BL = ВС > G, то значения токов IL и IC могут превышать ток I в неразветвленной части цепи в BL / G раз. При резонансе напряжение и ток в неразветвленной части цепи совпадают по фазе ( = 0 и cos = 1), ток I имеет наименьшее возможное значение и равен току в ветви с активной проводимостью I = IR = GU.
32
Электрические лампы накаливания, печи сопротивления, бытовые нагревательные приборы, реостаты и другие приемники, где электрическая энергия преобразуется в тепловую, на схемах замещения обычно представлены только сопротивлением R.
Для схемы, изображенной на рис. 13.1, а, заданы сопротивление R и напряжение, изменяющееся по закону
u = Umsinωt
Найдём ток и мощность в цепи.
Ток в цепи переменного тока с активным сопротивлением.
По закону Ома найдем выражение для мгновенного тока:
где Im = Um/R — амплитуда тока
Из уравнений напряжения и тока видно, что начальные фазы обеих кривых одинаковы, т. е. напряжение и ток в цепи с сопротивлением R совпадают по фазе. Это показано на графиках и векторной диаграмме (рис. 13.1, б, б).
Действующий ток найдем, разделив амплитуду на √ 2:
Формулы (13.1) выражают закон Ома для цепи переменного тока с сопротивлением R. Внешне они ничем не отличаются от формулы для цепи постоянного тока, если переменные напряжение и ток выражены действующими величинами.
Мгновенная мощность в цепи переменного тока с активным сопротивлением.
При переменных величинах напряжения и тока скорость преобразования электрической энергии в приемнике, т. е. его мощность, тоже изменяется. Мгновенная мощность равна произведению мгновенных величин напряжения и тока: p = Umsinωt * Imsinωt = UmImsin2ωt
Из тригонометрии найдём
Более наглядное представление о характере изменения мощности в цепи дает график в прямоугольной системе координат, который строится после умножения ординат кривых напряжения и тока, соответствующих ряду значений их общего аргумента — времени t. Зависимость мощности от времени — периодическая кривая (рис. 13.2). Если ось времени t поднять по чертежу на величину р = Pm√2 = UmIm√2, то относительно новой оси t’ график мощности является синусоидой с двойной частотой и начальной фазой 90°:
Таким образом, в первоначальной системе координат мгновенная, мощность равна сумме постоянной величины Р = UmIm√2 и перемен- ной р’:
р = Р + р’
Анализируя график мгновенной мощности, нетрудно заметить, что мощность в течение периода остается положительной, хотя ток и напряжение меняют свой знак. Это получается благодаря совпадению по фазе напряжения и тока.
Постоянство знака мощности говорит о том, что направление потока электрической энергии остается в течение периода неизменным, в данном случае от сети (от источника энергии) в приемник с сопротивлением R, где электрическая энергия необратимо преобразуется в другой вид энергии. В этом случае электрическая энергия называется активной.
Если R — сопротивление проводника, то в соответствии с законом Ленца — Джоуля электрическая энергия в нем преобразуется в тепло.
Активная мощность для цепи переменного тока с активным сопротивлением
Скорость преобразования электрической энергии в другой вид энергии за конечный промежуток времени, значительно больший периода изменения тока, характеризуется средней мощностью. Она равна средней мощности за период, которую называют активной.
Активная мощность — среднее арифметическое мгновенной мощности за период.
Для рассматриваемой цепи активную мощность Р нетрудно определить из графика рис. 13.2. Средняя величина мощности равна высоте прямоугольника с основанием Т, равновеликого площади, ограниченной кривой р(t) и осью абсцисс (на рисунке заштриховано).
Равенство площадей РТ = Sp выполняется, если высоту прямоугольника взять равной половине наибольшей мгновенной мощности Pm.
В этом случае часть площади Sp , находящаяся выше прямоугольника, точно укладывается в оставшуюся незаштрихованной его часть:
P = UI
Активная мощность для данной цепи равна произведению действующих величин тока и напряжения:
P = UI = I2R
С математической точки зрения активная мощность является постоянной составляющей в уравнении мгновенной мощности p(t) [см. выражение (13.2)].
Среднюю мощность за период можно найти интегрированием уравнения (13.2) в пределах периода:
Сопротивление R, определяемое из формулы (13.3) отношением активной мощности цепи к квадрату действующего тока, называется активным электрическим сопротивлением.
Задача
Найти сопротивление Rᴀᴃ между точками А и В, если у реостата с сопротивлением R = 300 Ом и длиной L, подключенному к резистору R1 = 400 Ом, ползунок находится на расстоянии L/3.
Эквивалентная схема цепи изображена на рисунке, где резисторы R2 и R3 представляют левый и правый участки реостата.
При этом
Сопротивление двух параллельно соединенных резисторов
Полное сопротивление Rᴀᴃ равно:
Содержание
- Определить сопротивление реостата в цепи постоянного тока
- Краткая теория для решения Задачи на Последовательное соединение проводников.
- 3 Комментарии
- Добавить комментарий Отменить ответ
- Конспекты по физике:
- 7 класс
- 8 класс
- 9 класс
- 10-11 классы
- Найти конспект
- О проекте
- Калькулятор сопротивления
- Формулы расчета сопротивления
- Лабораторная работа № 5 «Регулирование силы тока реостатом». Лабораторная работа № 6 «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра»
- Ход урока
- I. Орг момент (2 минуты).
- II. Техника безопасности (2 минуты).
- III. Подготовка контрольной тетради для записей измерений лабораторной работы №5.
- IV. Лабораторная работы №6. «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра».
- Физика дома
- Как решать задачи с реостатом
Определить сопротивление реостата в цепи постоянного тока
Задача № 1. Два проводника сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.
Задача № 2. Два проводника сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах первого проводника 12 В. Определить сопротивление цепи, силу тока в цепи, напряжение на втором проводнике и полное напряжение.
Задача № 3. Два резистора соединены последовательно. Сопротивление первого 12 Ом, полное сопротивление 30 Ом. Сила тока в цепи 2 А. Определить сопротивление второго резистора, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.
Задача № 4. В каких пределах можно менять сопротивление в цепи, если сопротивление реостата R имеет пределы 0…10 Ом? Сопротивление резистора R1 равно 20 Ом.
Ответ: Сопротивления R и R1 соединены параллельны. Сопротивление цепи будет изменяться в пределах от 20 до 30 Ом.
Задача № 5. Последовательно с нитью накала радиолампы сопротивлением 3,9 Ом включен резистор, сопротивление которого 2,41 Ом. Определите их общее сопротивление.
Задача № 6. Общее сопротивление последовательно включенных двух ламп сопротивлением 15 Ом каждая и реостата равно 54 Ом. Определите сопротивление реостата.
Задача № 7. Два резистора сопротивлением 8 и 1 кОм соединены последовательно. Определите показание вольтметра, подключенного между точками А и С, если сила тока в цепи равна 3 мА. Что будет показывать вольтметр, подключенный между точками А и В, В и С?
Задача № 8. В цепь включены последовательно три проводника сопротивлениями: R1=5 Ом, R2=6 Ом, R3= 12 Ом. Какую силу тока показывает амперметр и каково напряжение между точками А и В, если показание вольтметра 1,2 В?
Задача № 9. Последовательно с электрической лампой включен реостат. Начертите схему цепи и определите сопротивление реостата и лампы, если напряжение на зажимах цепи 12 В. Вольтметр, подключенный к реостату, показывает 8 В. Сила тока в цепи 80 мА.
Краткая теория для решения Задачи на Последовательное соединение проводников.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Последовательное соединение проводников». Выберите дальнейшие действия:
3 Комментарии
Ошибка в задаче №3 — дважды повторяется слово «первого».
ТЕКСТ ЗАДАНИЯ
Найдите сопротивление цепи, если сила тока равна I= 5 Ампер , а напряжение в цепи U=220B
Верных ответов: 2
R=0.044 кОм
R=0.44 кОм
R=110 Ом
R=1100 Ом
R=44 Ом
Добавить комментарий Отменить ответ
Конспекты по физике:
7 класс
- Физические величины
- Строение вещества
- Механическое движение. Траектория
- Прямолинейное равномерное движение
- Неравномерное движение. Средняя скорость
- ЗАДАЧИ на движение с решением
- Масса тела. Плотность вещества
- ЗАДАЧИ на плотность, массу и объем
- Силы вокруг нас (силы тяжести, трения, упругости)
- ЗАДАЧИ на силу тяжести и вес тела
- Давление тел, жидкостей и газов
- ЗАДАЧИ на давление твердых тел с решениями
- ЗАДАЧИ на давление жидкостей с решениями
- Закон Архимеда
- Сообщающиеся сосуды. Шлюзы
- ЗАДАЧИ на силу Архимеда с решениями
- Механическая работа, мощность и КПД
- ЗАДАЧИ на механическую работу с решениями
- ЗАДАЧИ на механическую мощность
- Простые механизмы. Блоки
- Рычаг. Равновесие рычага. Момент силы
- ЗАДАЧИ на простые механизмы с решениями
- ЗАДАЧИ на КПД простых механизмов
- Механическая энергия. Закон сохранения энергии
- Физика 7: все формулы и определения
8 класс
- Введение в оптику
- Тепловое движение. Броуновское движение
- Диффузия. Взаимодействие молекул
- Тепловое равновесие. Температура. Шкала Цельсия
- Внутренняя энергия
- Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
- Количество теплоты. Удельная теплоёмкость
- Уравнение теплового баланса
- Испарение. Конденсация
- Кипение. Удельная теплота парообразования
- Влажность воздуха
- Плавление и кристаллизация
- Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания топлива
- Электризация тел
- Два вида электрических зарядов. Взаимодействие зарядов
- Закон сохранения электрического заряда
- Электрическое поле. Проводники и диэлектрики
- Постоянный электрический ток
- Сила тока. Напряжение
- Электрическое сопротивление
- Закон Ома. Соединение проводников
- Работа и мощность электрического тока
- Закон Джоуля-Ленца и его применение
- Электромагнитные явления
- Колебательные и волновые явления
- Физика 8: все формулы и определения
- ЗАДАЧИ на количество теплоты с решениями
- ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями
- ЗАДАЧИ на плавление и отвердевание
- ЗАДАЧИ на парообразование и конденсацию
- ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей
- ЗАДАЧИ на Закон Ома с решениями
- ЗАДАЧИ на сопротивление проводников
- ЗАДАЧИ на Последовательное соединение
- ЗАДАЧИ на Параллельное соединение
- ЗАДАЧИ на Работу электрического тока
- ЗАДАЧИ на Мощность электрического тока
- ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца
- Опыты Эрстеда. Магнитное поле. Электромагнит
- Магнитное поле постоянного магнита
- Действие магнитного поля на проводник с током
- Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея
- Явления распространения света
- Дисперсия света. Линза
- Оптические приборы
- Электромагнитные колебания и волны
9 класс
- Введение в квантовую физику
- Формула времени. Решение задач
- ЗАДАЧИ на Прямолинейное равномерное движение
- ЗАДАЧИ на Прямолинейное равноускоренное движение
- ЗАДАЧИ на Свободное падение с решениями
- ЗАДАЧИ на Законы Ньютона с решениями
- ЗАДАЧИ закон всемирного тяготения
- ЗАДАЧИ на Движение тела по окружности
- ЗАДАЧИ на искусственные спутники Земли
- ЗАДАЧИ на Закон сохранения импульса
- ЗАДАЧИ на Механические колебания
- ЗАДАЧИ на Механические волны
- ЗАДАЧИ на Состав атома и ядерные реакции
- ЗАДАЧИ на Электромагнитные волны
- Физика 9 класс. Все формулы и определения
- Относительность движения
- Равномерное прямолинейное движение
- Прямолинейное равноускоренное движение
- Свободное падение
- Скорость равномерного движения тела по окружности
- Масса. Плотность вещества
- Сила – векторная физическая величина
- Первый закон Ньютона
- Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона
- Трение покоя и трение скольжения
- Деформация тела
- Всемирное тяготение. Сила тяжести
- Импульс тела. Закон сохранения импульса
- Механическая работа. Механическая мощность
- Кинетическая и потенциальная энергия
- Механическая энергия
- Золотое правило механики
- Давление твёрдого тела. Давление газа
- Закон Паскаля. Гидравлический пресс
- Закон Архимеда. Условие плавания тел
- Механические колебания и волны. Звук
- МКТ. Агрегатные состояния вещества
- Радиоактивность. Излучения. Распад
- Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома
- Состав атомного ядра. Изотопы
- Ядерные реакции. Ядерный реактор
10-11 классы
- Молекулярно-кинетическая теория
- Кинематика. Теория и формулы + Шпаргалка
- Динамика. Теория и формулы + Шпаргалка
- Законы сохранения. Работа и мощность. Теория, Формулы, Шпаргалка
- Статика и гидростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
- Термодинамика. Теория, формулы, схемы
- Электростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
- Постоянный ток. Теория, формулы, схемы
- Магнитное поле. Теория, формулы, схемы
- Электромагнитная индукция
- Закон сохранения импульса. Задачи ЕГЭ с решениями
- Колебания и волны. Задачи ЕГЭ с решениями
- Физика 10 класс. Все формулы и темы
- Физика 11 класс. Все формулы и определения
- Световые кванты
- ЕГЭ Квантовая физика. Задачи с решениями
- Излучения и спектры
- Атомная физика (физика атома)
- ЕГЭ Закон Кулона. ЗАДАЧИ с решениями
- Электрическое поле. ЗАДАЧИ с решениями
- Потенциал. Разность потенциалов. ЗАДАЧИ с решениями
- Закон Ома. Соединение проводников. ЗАДАЧИ на ЕГЭ
- Закон Ома для всей цепи. ЗАДАЧИ на ЕГЭ
Найти конспект
О проекте
Сайт «УчительPRO» — некоммерческий школьный проект учеников, их родителей и учителей. Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie и других пользовательских данных в целях функционирования сайта, проведения статистических исследований и обзоров. Если вы не хотите, чтобы ваши данные обрабатывались, покиньте сайт.
Возрастная категория: 12+
(с) 2021 Учитель.PRO — Копирование информации с сайта только при указании активной ссылки на сайт!
Источник
Калькулятор сопротивления
Выполните расчет сопротивления в цепи постоянного и переменного тока – рассчитайте сопротивления проводника по длине с помощью калькулятора.
Данный калькулятор помогает произвести расчет сопротивления для участка сети постоянного тока через напряжение, силу тока и мощность, а также позволяет выполнить расчет активного и реактивного (индуктивного, емкостного) сопротивлений для сетей переменного тока. Чтобы рассчитать сопротивление кабеля, необходимо указать его длину, площадь сечения и удельное сопротивление материала, остальные поля стереть (активное сопротивление = сопротивление проводника). Теоретическое обоснование расчета представлено ниже. Результаты расчета обновляются после нажатия кнопки «Рассчитать».
Смежные нормативные документы:
- СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
- СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
- ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
- ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
- ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»
Формулы расчета сопротивления
Сопротивление (R) — это физическая величина, которая характеризует способность элемента или участка цепи препятствовать прохождению сквозь него электрического тока. В зависимости от типа материала, может стремиться к нулю (проводники, полупроводники) или принимать огромные значения (диэлектрики). Международная единица измерения — Ом (Ом / Ω).
— Сопротивление по току и напряжению: R = U / I
— Сопротивление по току и мощности: R = P / I 2
— Сопротивление по напряжению и мощности: R = U 2 / P
- I – сила тока, А;
- U – напряжение, В;
- P – мощность, Вт.
— Сопротивление переменного тока (полное): Z = √(R 2 + (XL — XC) 2 )
— Сопротивление активное: R = (ρ × l) / S
— Сопротивление индуктивное: XL = 2π × ƒ × L
— Сопротивление емкостное: XC = 1 / (2π × ƒ × C)
Источник
Лабораторная работа № 5 «Регулирование силы тока реостатом». Лабораторная работа № 6 «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра»
Разделы: Физика
Цели урока:
- Научить учащихся определять сопротивление проводника, используя закон Ома.
- Научить пользоваться реостатом для регулирования силы тока в электрической цепи.
- Формировать умение собирать электрические цепи, измерять в них силу тока и напряжение при помощи амперметра и вольтметра.
- Техника безопасности.
Оборудование:
- Источник питания, исследуемые проводники, ползунковый реостат, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.
- Компьютеры – 12.
- Ноутбуки – 2.
- Проектор – 1.
- Экран.
- Электронные мультимедийные карточки (ресурсы взяты в сети Интернет):
- Ползунковый реостат – Приложение 1;
- Закон Ома – Приложение 2;
- Тест сопротивление проводника – Приложение 3.
План урока:
- Орг. Момент.
- Техника безопасности.
- Напоминаю основные элементы электрической цепи и представляю реостат (Ползунковый реостат).
- Повторяем закон Ома – слайд оставляю на экране (Закон Ома). Использую проектор и экран.
- Готовим тетради для контрольных и лабораторных работ к записям лабораторных результатов (дата, лабораторная работа №5, №6, название лабораторной работы, цель работы, приборы и материалы, таблицу для измерения результатов опытов).
- Выполняем лабораторные работы №5, 6.
Ход урока
I. Орг момент (2 минуты).
II. Техника безопасности (2 минуты).
III. Подготовка контрольной тетради для записей измерений лабораторной работы №5.
Провожу на одном уроке две лабораторные работы. На предыдущих лабораторных работах (№3 и №4) обучающиеся уже научились пользоваться амперметрами и вольтметрами, выяснили правила включения их в цепь, определяли цену деления амперметра и вольтметра. Но все, же еще раз необходимо напомнить учащимся правила техники безопасности, когда необходимо делать различные переключения в цепи, особенно при изменении положения вольтметра в схеме.
Лабораторную работу провожу двумя способами: виртуальный (на компьютере) и реальный (лаборант готовит лабораторное оборудование: источник постоянного тока, ключ, амперметр, проволочный резистор и ползунковый реостат). Урок провожу в кабинете информатики (12 стационарных компьютеров и 2 ноутбука). 14 обучающихся выполняют лабораторную работу индивидуально, а оставшиеся 11 человек делю на группы (5 групп по два человека), данные группы получают лабораторное оборудование.
Обучающиеся класса готовят записи для выполнения лабораторной работы №5
Лабораторная работа №5 «Регулирование силы тока реостатом».
Цель работы: научиться пользоваться реостатом для изменения силы тока в цепи.
Приборы и материалы: источник питания, ползунковый реостат, амперметр, ключ, соединительные провода.
Указание к работе с физическим оборудованием (с указанием к лабораторной работе подробно знакомятся дома).
- Рассмотрите внимательно устройство реостата и установите, при каком положении ползунка сопротивление реостата наибольшее.
- Составьте цепь (Рис.1), включив в неё последовательно амперметр, реостат на полное сопротивление, источник питания и ключ.
Рис.1
- Замкните цепь и отметьте показания амперметра.
- Уменьшайте сопротивление реостата, плавно и медленно передвигая, его ползунок (но не до конца!). Наблюдайте за показаниями амперметра.
- После этого увеличивайте сопротивление реостата, передвигая ползунок в противоположенную сторону. Наблюдайте за показаниями амперметра.
- Внимание! Реостат нельзя полностью выводить, так как сопротивление его при этом становиться равным нулю, и если в цепи нет других приемников тока, то сила тока может оказаться очень большой и амперметр испортиться.
Указание к работе на компьютере.
Выбирают в перечне лабораторных работ название лабораторной работы – регулирование силы тока в цепи с помощью реостата.
Собрать цепь по предложенной схеме, замкнуть ключ, если собрали цепь, верно, то увидели показания амперметра и вольтметра.
Ползунок находится в начальном положении, записывают показания амперметра и вольтметра в тетрадях. Наблюдают за яркостью лампы.
Ползунок реостата перемещают в среднее положение и делают записи в тетради.
Ползунок реостата перемещают в крайнее положение и делают записи в тетради.
В группах и на компьютерах ребята выполняют работу 15 минут. Ребята, выполнявшие лабораторную работу на компьютере садятся, за парты и оформляют лабораторную работу в тетради.
На оформление работы (вывод выполненной работы №5) отводится 3 минуты.
Переходим к выполнению лабораторной работы №6 (ребята делаю записи в тетрадях).
IV. Лабораторная работы №6. «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра».
Цель работы: научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра. Убедиться на опыте, что сопротивление проводника не зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах.
На основании полученных данных в лабораторной работе №5 можно рассчитать значения сопротивлений реостата при нахождении ползунка в разных положениях:
Ученики должны записать значения силы тока в цепи при максимальном сопротивлении реостата (Imin) и максимальное значение напряжения на нем Umax. Затем можно уменьшать сопротивление реостата до тех пор, пока сила тока в цепи не будет равна 1A, записывая при этом значение напряжения на реостате. На основании полученных данных можно рассчитать значение сопротивления реостата и сопротивление его активной части.
Результаты всех измерений и вычислений заносятся в таблицу.
№ опыта | Сила тока I, А | Напряжение U, В | Сопротивление R, Ом |
1 – первое положение ползунка | I1 | U1 | R1 |
2 – первое положение ползунка | I2 | U2 | R2 |
3 – первое положение ползунка | I3 | U3 | R3 |
Оформление лабораторной работы (расчёт сопротивлений, вывод) 10 минут.
Для контроля качества выполнения работы слежу за работой учащихся на всех этапах выполнения лабораторных работ. Наиболее способным учащимся в ходе работы можно предлагать творческие задания:
Те ребята, которые делали, работу за компьютером выполняют следующее творческое задание:
а) предложите способ определения длины медного проводника площадью поперечного сечения 1мм 2 , используя амперметр и вольтметр;
б) имея кусок провода, изготовьте реостат.
Ребята, работающие в группах выполняют вычислительную работу с помощью электронной карточки «Тест сопротивление проводника» на компьютере.
На выполнение творческой работы (на компьютере или в тетрадях) – 10 минут.
Источник
Физика дома
Как решать задачи с реостатом
Знакомство с реостатом впервые происходит в школе в 8-м классе на теме «Электрические явления». Выполняется ряд лабораторных работ по электричеству, рассматривается ряд электрических схем.
Но к 10-му классу непонятные вопросы при решении задач все-таки остаются.
Давайте разберёмся с этим физическим прибором и рассмотрим ряд примеров и задач, которые встречались на экзамене и вполне могут встретиться.
В основе решения задач с реостатом надо знать формулу зависимости сопротивления проводников от его геометрических размеров. Именно эта формула лежит в основе принципа работы реостата.
Необходимо научиться определять «активную часть» реостата, то есть эта та часть реостата, по которой течет электрический ток. Чем больше длина активной части, тем большим электрическим сопротивлением обладает реостат. А от сопротивления реостата зависит сила тока в цепи.
Давайте рассмотрим два обозначения реостата на схеме, и посмотрим, отличие этих схем друг от друга. А после разберем несколько примеров.
Один из способов включения реостата в цепь | Один из способов включения реостата в цепь |
Первый способ изображения реостата в электрической цепи. | Второй способ изображения реостата в электрической цепи. |
При перемещении ползунка реостата влево длина «активной части» реостата увеличивается, а следовательно его сопротивление тоже увеличивается. Активная часть обозначена штриховой линией. При перемещении ползунка реостата вправо, длина «активной части, напротив, уменьшается. Уменьшается сопротивление реостата. |
При перемещении ползунка реостата влево длина «активной части» реостата уменьшается, а следовательно его сопротивление тоже уменьшается.Активная часть обозначена штриховой линией. При перемещении ползунка реостата вправо, длина «активной части, напротив, увеличивается. Увеличивается сопротивление реостата. |
Следствием всех перемещений ползунка реостата является изменение силы тока, согласно законам Ома для участка цепи и для полной цепи.
Ряд задач с реостатом Вы можете посмотреть на сайте. А ниже рассмотрим еще пару вопросов и задач с реостатом, чтобы закрепить материал.
Задача 1. Как будут изменяться показания электроизмерительных приборов при перемещении ползунка реостата вверх? Объяснить.
При перемещении ползунка реостата вверх, длина рабочей части реостата уменьшится. Так как реостат соединен последовательно с резистором, общее сопротивление цепи — уменьшиться. А следовательно сила тока в цепи, согласно законам Ома — увеличится. Напряжения, измеряемое на резисторе тоже увеличится.
Задача 2.
Реостат параллельно включён с резистором в электрическую цепь так, как показано на рисунке. Как будут изменяться показания амперметра, при перемещении ползунка реостата вправо? Объяснить.
При перемещении ползунка реостата вправо сопротивление реостата будет уменьшаться, а следовательно общее сопротивление электрической цепи, согласно формулам для расчета параллельного соединения — будет тоже уменьшаться. То есть сила тока в цепи будет увеличиваться.
Источник
Как найти напряжение реостата
Ежеминутно сквозь человека проходит 1 000 000 000 000 000 элементарных частиц — нейтрино. Однако это не вредит человеческому здоровью. Нейтрино могут проникать через любые предметы, не взаимодействуя с ними.
—>СТАТИСТИКА —>
—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>
—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>
Наши спонсоры
На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.
Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.
Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.
Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.
Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).
В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.
Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.
Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат
Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь. То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).
Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а).
[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит.]
Теперь самое время перейти от теории к практике!
Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.
На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.
Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).
На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.
Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).
Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.
Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.
Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.
Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее – она сразу перегорит (может и взорваться).
Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор – реостат.
Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.
Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.
I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А
Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.
Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).
В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.
Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.
Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.
Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.
Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).
Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.
Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)?
Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.
Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.
На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).
Источник
Физика дома
Знакомство с реостатом впервые происходит в школе в 8-м классе на теме «Электрические явления». Выполняется ряд лабораторных работ по электричеству, рассматривается ряд электрических схем.
Но к 10-му классу непонятные вопросы при решении задач все-таки остаются.
Давайте разберёмся с этим физическим прибором и рассмотрим ряд примеров и задач, которые встречались на экзамене и вполне могут встретиться.
В основе решения задач с реостатом надо знать формулу зависимости сопротивления проводников от его геометрических размеров. Именно эта формула лежит в основе принципа работы реостата.
Необходимо научиться определять «активную часть» реостата, то есть эта та часть реостата, по которой течет электрический ток. Чем больше длина активной части, тем большим электрическим сопротивлением обладает реостат. А от сопротивления реостата зависит сила тока в цепи.
Давайте рассмотрим два обозначения реостата на схеме, и посмотрим, отличие этих схем друг от друга. А после разберем несколько примеров.
Следствием всех перемещений ползунка реостата является изменение силы тока, согласно законам Ома для участка цепи и для полной цепи.
Ряд задач с реостатом Вы можете посмотреть на сайте. А ниже рассмотрим еще пару вопросов и задач с реостатом, чтобы закрепить материал.
Задача 1. Как будут изменяться показания электроизмерительных приборов при перемещении ползунка реостата вверх? Объяснить.
При перемещении ползунка реостата вверх, длина рабочей части реостата уменьшится. Так как реостат соединен последовательно с резистором, общее сопротивление цепи — уменьшиться. А следовательно сила тока в цепи, согласно законам Ома — увеличится. Напряжения, измеряемое на резисторе тоже увеличится.
Задача 2.
Реостат параллельно включён с резистором в электрическую цепь так, как показано на рисунке. Как будут изменяться показания амперметра, при перемещении ползунка реостата вправо? Объяснить.
При перемещении ползунка реостата вправо сопротивление реостата будет уменьшаться, а следовательно общее сопротивление электрической цепи, согласно формулам для расчета параллельного соединения — будет тоже уменьшаться. То есть сила тока в цепи будет увеличиваться.
Источник
Схема Электрической Цепи Реостат
Обеспечивается плавное регулирование.
При превышении тока выделяющаяся в резисторе энергия может привести к его перегреву в каком-либо участке, расплавлению, а следовательно разрыву цепи.
Подвижный скользящий контакт производит замыкание и размыкание ступеней сопротивления, а также всех других управляемых реостатом цепей. Но реостаты подключаются и по-другому.
Физика-8. Фильм четырнадцатый. — Из серии «Электрические устройства и аппараты» — «РЕОСТАТ»
Данная статья является продолжением этой темы и здесь мы рассмотрим что такое реостат, реостат как регулятор тока и рассмотрим тип реостат — слайдер.
На некоторых электровозах например, электровозах ЧС пусковые реостаты выполнены из чугунных литых пластин 10 особой формы, напоминающей зигзагообразно уложенную ленту. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть В.
На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество изучается в 8 классе. При перемещении подвижного контакта Д реохорда изменяется величина и направление тока в нуль — гальванометре Г.
Пускорегулирующие — запускают двигатели и контролируют силу тока.
Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука.
Как подключить переменный резистор.
решение вопроса
Реостат с непрерывным изменением сопротивления Пример реостата с практически непрерывным изменением сопротивления приведен на рис. Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением. Металлические реостаты с масляным охлаждением обеспечивают увеличение теплоемкости и постоянной времени нагрева за счет большой теплоемкости и хорошей теплопроводности масла. Эти контакты получили преимущественное распространение.
Реостат состоит из ряда одинаковых сопротивлений 9 секций , присоединенных к контактам 8. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.
Здесь может быть применено несколько схем с одним или двумя сопротивлениями. Недостатки — сравнительно малая мощность переключения и небольшая разрывная мощность, большой износ щетки вследствие трения скольжения и оплавления, затруднительность применения для сложных схем соединения.
Масляные Устройства с масляным охлаждением повышают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводности масла.
Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки на рисунке заштрихована реостата.
Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки на рисунке заштрихована реостата.
Разберемся, как осуществляется контакт между витками обмотки и ползунком.
Урок 8. РЕЗИСТОР — СОПРОТИВЛЕНИЕ
Популярные решебники
Проволока проходит через несколько контактов.
То есть, реостат делит напряжение, и называется делителем напряжения или потенциометром.
Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть В.
Если изменять сопротивление проводника R, тогда будет меняться сила тока. Такой реостат состоит из изоляционной трубки 4, на которую навита проволочная спираль 5. Изобретён реостат был немецким физиком Иоганном Христианом Поггендорфом в г. Несмотря на выпуск многих разновидностей, принцип функционирования у всех приборов примерно одинаковый.
Почему так? Весьма удобно изменять длину проводника. Как тогда это сделать? Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь.
Масляные Устройства с масляным охлаждением повышают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводности масла. При этом один из контактов подсоединен к ползуну, с помощью которого и регулируется количество ампер в цепи. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС.
Для пуска и регулирования электрических двигателей станков, грузоподъемных механизмов и пр. В предыдущей статье мы подробно рассмотрели что такое потенциометр. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть В. Необходимо обратить внимание, что ток в той части реостата, по которой он проходит, идет по каждому витку обмотки, а не поперек них.
На помощь придет уже известный нам прибор — реостат. Очевидно, что при таком включении к приемнику будет подаваться напряжение U, равное падению напряжения между зажимом 4 и подвижным контактом 3 реостата. Напряжение U представляет собой только часть напряжения Uи на зажимах источника.
На рисунке изображена схема электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением…
Содержание
Схема последовательного включения реостата в цепь приемника электрической энергии Рис.
Следовательно, передвигая подвижной контакт реостата, можно изменять напряжение U, подводимое к приемнику, и силу тока в нем. Поглощающие — выводят лишнюю энергию из электромашин.
К таким цепям применимы правила Кирхгофа, позволяющие провести полный расчет цепи, то есть определить токи в каждом проводнике. Жидкостный реостат, представляющий собой бак с электролитом , в который погружаются металлические пластины.
Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А. Перед включением двигателя необходимо убедиться в том, что рычаг 2 реостата находится на холостом контакте 0. Поделитесь с друзьями:. Зажим 1 реостата соединяется с подвижным контактом, другой зажим 3 — с одним из концов спирали.
Он бывает мостиковым или рычажным. По отношению к источнику тока можно выделит внешнюю цепь, содержащую элементы, находящиеся вне данного источника, если проследить за током от одной его клеммы до другой, и внутреннюю, к которой относят проводящую среду внутри источника обозначим сопротивление внешней цепи через R, внутреннее сопротивление источника г. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки на рисунке заштрихована реостата.
Часть 3. Один из реостатов ползунковый реостат изображён на рисунке.
Они справедливы и для мгновенных значений тока и напряжения цепей, в проводниках, которых электрическое поле изменяется сравнительно медленно. Регулировка силы тока в лампочке.
Величина сопротивления реостата пропорциональна расстоянию между пластинами и обратно пропорциональна площади части поверхности пластин, погружённой в электролит [2]. Они справедливы и для мгновенных значений тока и напряжения цепей, в проводниках, которых электрическое поле изменяется сравнительно медленно. При этом используются все три клеммы.
Переменный резистор, который я перемотал своими руками проволокой от спирали электроплитки.
Источник