Лабораторна робота № 9 - Бар'яхтар

• Назад до змісту

Тема: Вимірювання потужності споживача електроенергії

Мета: навчитися вимірювати потужність електричного струму, використовуючи амперметр і вольтметр.

Обладнання: джерело струму; вольтметр; амперметр; ключ; лампочка на підставці; реостат; з’єднувальні проводи; два резистори.

Підготовка до експерименту

На цоколі лампи вказано 3,5 В (це $U_{\text{ном}}$) і 0,26 А (це $I_{\text{ном}}$).

Таблиця результатів

Опрацювання результатів експерименту

Обчислення фактичної потужності:

Дослід 1:

Дослід 2:

Обчислення номінальної потужності:

Аналіз експерименту та його результатів

1) Яку фізичну величину вимірювали та якими приладами?

Потужність електричного струму в лампі розжарювання. Використовували вольтметр для вимірювання напруги та амперметр для вимірювання сили струму.

2) Який результат отримали?

У першому досліді (повзунок реостата посередині) фактична потужність склала 0,525 Вт. У другому досліді (напруга близька до номінальної) потужність склала 0,91 Вт.

3) Чи збігаються значення фактичної та номінальної потужності?

У першому досліді значення не збігаються ($P_{\text{ф}} < P_{\text{ном}}$), оскільки напруга на лампі була меншою за номінальну через опір реостата. У другому досліді, коли встановили номінальну напругу, значення збіглися.

4) Які чинники могли вплинути на точність?

Похибка вимірювальних приладів, неточне зняття показів зі шкали та нагрівання провідників під час роботи.

Творче завдання

План проведення експерименту:

• Зібрати коло з джерела струму, ключа, амперметра та двох резисторів, з’єднаних послідовно. Підключити вольтметр паралельно до ділянки з резисторами
• Замкнути коло, виміряти загальну напругу $U$ та силу струму $I_{\text{пос}}$. Обчислити потужність $P_{\text{пос}} = U \cdot I_{\text{пос}}$
• Зібрати коло з тими ж елементами, але з’єднати резистори паралельно
• Встановити (за допомогою реостата або джерела) ту саму напругу $U$, що й у першому випадку. Виміряти загальну силу струму $I_{\text{пар}}$
• Обчислити потужність $P_{\text{пар}} = U \cdot I_{\text{пар}}$ і порівняти її з $P_{\text{пос}}$

Теоретичне обґрунтування:

При паралельному з’єднанні загальний опір ділянки менший ($R/2$), ніж при послідовному ($2R$). Оскільки потужність $P = \dfrac{U^2}{R}$, то за однакової напруги менший опір дає більшу потужність. Експеримент покаже, що лампа (або ділянка кола) при паралельному з’єднанні споживає більшу потужність.