Проверка правила для силы тока при параллельном соединении проводников

Сегодня мы с вами опытным путём проверим справедливость одной из закономерностей параллельного соединения проводников: правило сложения сил токов.

Для выполнения этой работы мы воспользуемся: источником тока, двухпредельным амперметром, ключом, соединительными проводами, резисторами, обозначенными R₁ и R₂, и реостатом.

Прежде, чем приступить к работе давайте с вами вспомним, что параллельным называется такое соединение проводников, при котором одни их концы соединены в один узел, другие концы — в другой узел.

Опытным путём было установлено, что напряжение на каждом параллельно соединённом проводнике одинаково и равно напряжению на всём участке параллельно соединённых проводников:

А вот cила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в ветвях:

Вот эту последнюю зависимость нам с вами и предстоит сегодня проверить.

Итак, приступим. Первое, что мы с вами сделаем, — это нарисуем схему, чтобы заранее себе представить электрическую цепь, которую мы будем собирать. В начале рисуем два резистора, соединённых параллельно друг другу. Последовательно с каждым из резисторов подключим по амперметру (обозначим их А₁ и А₂). И нарисуем ещё общий амперметр, который мы обозначим буквой А, который будет измерять ток во все цепи. Дорисовываем в схеме ключ, реостат. и источник питания. Можно было не указывать все три амперметра на одном рисунке. Но тогда пришлось бы рисовать три схемы экспериментальной установки — для каждого из случаев.

Итак, теперь соберём экспериментальную установку. Для этого последовательно с источником тока подключим амперметр с пределом измерения 0,6 А (им мы будет измерять силу тока во всей цепи). К амперметру параллельно друг к другу подключаем резисторы. От них пускаем провода к реостату. Последовательно к реостату подключаем ключ и замыкаем цепь на источник питания.

Теперь запишем формулу, которой будем пользоваться при выполнении данной работы. Как мы уже вспоминали, cила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в ветвях:

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

Затем с помощью реостата устанавливаем в цепи заданную по условию задания силу тока — 0,5 А. Это и будет общая сила тока в цепи. Разомкнём цепь и запишем значение силы тока в цепи в бланк ответов с учётом погрешности измерения:

Теперь мы должны подключить наш амперметр последовательно с первым резистором. Для этого делаем разрыв в цепи и включаем туда амперметр.

Замыкаем ключ, при этом реостат мы больше не трогаем. Видим, что сила тока в первой ветви примерно равна 0,3 А. Размыкаем цепь и записываем это значение силы тока с учётом погрешности:

И наконец, подключим амперметр во вторую ветку.

После замыкания ключа прибор показывает примерно 0,22 А. Размыкаем цепь, отключаем источник питания и записываем последнее значение силы тока в бланк ответов:

Теперь мы с вами должны найти сумму сил токов и сравнить её с силой тока во всей цепи. Но если мы с вами их просто сложим (0,30 А + 0,22 А = 0,52 А > 0,5 А), то окажется, что закономерность сил токов параллельного соединения вроде бы нарушится.

Вот для таких случаев нам и дана погрешность измерений. Поэтому мы должны сложить не только значения сил токов, но и погрешности: 

Таким образом получается, что с учётом погрешности измерений сумма сил токов в резисторах находится в интервале от 0,48 А до 0,56 А. Значение общей силы тока (0,5 А) попадает в этот интервал.

Тогда в выводе мы напишем: при параллельном соединении резисторов общая сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил тока в каждом из ответвлений.