Исследование зависимости силы тока от напряжения

Целью данной работы будет исследование зависимости силы тока в резисторе от напряжения на его концах.

Для выполнения этой работы мы воспользуемся оборудованием из третьего комплекта в составе: источник тока, двухпредельный вольтметр, амперметр двухпредельный, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R₂.

Как вам известно, в 1826 году Георг Ом сформулировал свой знаменитый закон для участка цепи. Его современная формулировка звучит так: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

Именно эту зависимость нам и предстоит сегодня с вами проверить. Итак, приступим.

Первое, что мы с вами сделаем, — это соберём экспериментальную установку. Для этого подключаем последовательно друг к другу: источник тока, ключ (в разомкнутом состоянии), предложенный резистор, амперметр на предел измерения 0,6 А и реостат. Параллельно резистору подключим вольтметр с пределом измерения 6 В.

Далее мы с вами нарисуем электрическую схему нашей установки.

Теперь запишем формулы, которыми будем пользоваться при выполнении данной работы. Как мы уже вспоминали, согласно закону Ома, сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

Результаты всех измерений с учётом погрешностей мы с вами будем заносить в таблицу. Первую колонку в ней мы отведём для номера опыта. Во вторую колонку мы будем заносить значение силы тока, протекающего по резистору. А в третью — будем заносить значения напряжения на концах резистора.

Кстати, значения силы тока мы можем сразу занести в таблицу, так как они даны нам по условию.

Прежде чем приступить непосредственно к работе ещё раз внимательно проверьте вашу электрическую цепь. Особое внимание обратите на соблюдение полярности подключения амперметра и вольтметра. Если всё в порядке, то включаем источник питания и замыкаем ключ.

С помощью реостата установим в цепи ток в 0,4 А. Смотрим на вольтметр: он показывает, что напряжение на концах резистора примерно равно 2,4 В. Заносим это значение в таблицу с учётом погрешности измерения.

Теперь мы должны повысить значение силы тока в цепи до 0,5 А. Как видим, напряжения на концах проводника оказывается равным примерно 3 В.

И наконец, установим в цепи ток силой 0,6 А. Напряжение на резисторе в этом случае у нас оказывается равным 3,6 В. Размыкаем цепь и заносим последнее значение напряжения в таблицу.

Вот в принципе и вся работа. Однако отметим, что наши результаты измерений мы могли бы не заносить в таблицу, а построить по ним вольт-амперную характеристику проводника. На таком графике в условно выбранном масштабе по оси абсцисс откладывается напряжение, а по оси ординат — сила тока.

Как видим, все наши точки легли на прямую линию. Значит вывод мы можем написать так: при увеличении напряжения на концах резистора сила тока в нём также увеличивается. Или можно написать так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.