Это практический урок по теме «напряжение»  в котором мы узнали каким образом появляется сама напряжённость.

Нам понадобится: 3 резистора на 25 Ом и 1 на 50 Ом, мультиметр и две батарейки типа АА.

И так, ЭДС создаёт напряжённость на участках цепи в зависимости от их сопротивления. Чем больше сопротивление участка тем большее напряжение достанется ему от ЭДС.

Значит, если в цепи все участки имеют равное сопротивление, то и их напряжённость будет равна.

1. Соберите схему 1.

Как видите все резисторы имеют номинал в 25 Ом и следовательно ЭДС должно создать на них одинаковую напряжённость.

Измерьте напряжение на каждом резисторе, оно должно быть одинаковым с учетом погрешности резисторов сопротивление которых не всегда идеально его номиналу.

2. Замените R3 на резистор в 50 Ом и измерьте напряжение на нём и на остальных резисторах. И тут уже более наглядно видна зависимость напряжённости участка от его сопротивления.

3. Уберите из цепи один резистор в 25 Ом и измерьте напряжение на оставшихся резисторах. Так как резистор в 50 Ом вдвое больше по сопротивлению чем 25 Ом то и на нем будет вдвое больше напряжение.

Вывод: ЭДС распределяется по цепи в зависимости от сопротивления её участков, чем большее сопротивление участка относительно других участков тем большее напряжение будет на нём.

Все источники тока имеют внутреннее сопротивление, его обозначают тоже буквой r как и сопротивление только маленькой.  В большинстве случаев внутренним сопротивлением можно пренебречь так как правило оно очень мало и в дальнейших наших уроках навряд ли  нам придётся встретиться ещё раз с ним как и с законом Ома для полной цепи, но всё же это знать нужно для общего развития так сказать.

И так, источник тока можно представить на схеме с резистором внутри (рис 1) и этот «внутренний резистор» забирает на себя часть ЭДС источника.

Помните, в уроке про напряжение мы узнали, что ЭДС распределяется по цепи (рис 2) и чем больше сопротивление участка тем больше напряжение на нем, а так как внутреннее сопротивление источника мало на нем оседает совсем маленькое напряжение.

Например: Если, подключить к двум пальчиковым батарейкам соединенным последовательно (что даст нам около 3-х вольт) сопротивление в 25 Ом то оно просядет макс на 0.1 вольта это уменьшение происходит из за того что часть ЭДС останется на внутреннем сопротивлении источника тока (рис3)

Относительно других, более больших источников тока батарейки имеют большое внутреннее сопротивление например если сопротивление батареек в нашем примере составляет 0.83 Ом, то у автомобильного аккумулятора оно составляет около 0.01 Ом.

Внутреннее сопротивление есть  у всех источников тока.

Внутренним сопротивлением источника тока являются:

• Сопротивление его клемм
• Сопротивление электролита если это аккумулятор
• Сопротивление химических элементов в батарейках
• Сопротивление обмоток генератора и тд.

 

Внутреннее сопротивление влияет на токоотдачу источника тока.

Например, наши две пальчиковые батарейки могут выдать максимальный ток         3В/0.83 Ом=3.6 А, а вот аккумулятор авто способен выдать 12в/0.01 Ом=1200А в режиме КЗ (короткого замыкания) такие большие токи ему нужны для прокрутки стартером двигателя для его заведения и ток для этого необходим порядка 250А. Допустим у автомобильного аккумулятора будет r=0.83 Ом как у наших батареек то I=12/0.83=14.4 А будет не достаточно для стартера, поэтому производители аккумуляторов стараются уменьшить внутреннее сопротивление.

Вывод: Внутреннее сопротивление забирает на себя часть ЭДС источника тока и ограничивает токоотдачу, но по большому счету, в большинстве случаев им можно пренебречь так как его сопротивление очень мало.

В следующем уроке мы научимся определять внутреннее сопротивление.

Контрольные вопросы.

Какой буквой обозначается внутреннее сопротивление?

Где проседает ЭДС при подключении нагрузки?

Как внутреннее сопротивление влияет на ток который может выдать источник?

Цель эксперимента: Научиться измерять сопротивление.

Нам понадобится: Мультиметр, резисторы, потенциометр, провод, катушка индуктивности, предохранитель.

1. Выставляем на мультиметре режим измерения сопротивления.
2. Берем резисторы и начинаем измерять их сопротивление с помощью щупов. Обращайте внимание на приставки к показаниям мультиметра. Запомните приставки 1 Кило Ом = 1000 Ом, 1 Мега Ом = 1 000 000 Ом. Замерьте сопротивления не менее 10 резисторов.                                                                                                             
3. Теперь перейдём к потенциометру. Для начала замерим его максимальное сопротивление приложив щупы к крайним контактам. Теперь переместите один из щупов на средний контакт и вращая ручку мы наблюдаем как изменяется сопротивление.Обратите внимание, что при изменении сопротивления одной группы контактов мы меняем и сопротивление другой группы. Замерьте сопротивления групп контактов потенциометра, чтобы убедиться в этом.
4. Возьмите провод и померьте его сопротивление. Как видите его сопротивление намного меньше чем у резистора и это не удивительно, ведь его задача проводить электричество (ток) с  наименьшим сопротивлением.
5. Ради эксперимента измерьте сопротивления предметов которые вас окружают.(стола, вилки для еды, линейки,своей кожи, бумаги и т.д.)На те предметы на которые  мультиметр не реагирует называются диэлектриками, то есть они не способны проводить электричество.

Вывод: Замерять сопротивление очень просто достаточно лишь выставить мультиметр в нужный режим измерения.

Контрольные вопросы:

1. Каким символом обозначается режим измерения сопротивления?
   Ответ

   Ω Омега или R

   [свернуть]
2. Потенциометр на 10 КОм (10 000 Ом), на одной группе контактов (1-2) сопротивление 7 КОм. Сколько Ом на другой группе контактов (2-3) ?
   Ответ

   10КОм-7КОм=3КОм

   [свернуть]
3. Какое сопротивление больше 350КОм или 47МОм?
   Ответ

   350КОм<47МОм 350КОм = 350 000 Ом 47МОм = 47 000 000 Ом

   [свернуть]

При последовательном соединении резисторов их общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений.

При параллельном соединении резисторов основная роль отдаётся резистору с наименьшим сопротивлением, так как основная часть тока пойдет через него и в итоге при таком соединении общее сопротивление будет меньше наименьшего.

Если у вас есть сложности с математикой пользуйтесь онлайн калькулятором для расчёта. http://cxem.net/calc/resistor_parallel_calc.php

Что касается тока , то он всегда идёт по пути наименьшего сопротивления.

При последовательном соединении идёт один и тот же ток.

При параллельном соединении ток разделяется, большая его часть проходит через меньшее сопротивление и сумма всех токов на сопротивлениях будет равна току до разветвления резисторов и после.

Потенциометр – это переменный резистор подстраиваемый  вручную.

Позволяет регулировать подачу тока на нагрузку.

Устройство потенциометра .

Потенциометр имеет 3 вывода, два крайних соединены между собой резистивным слоем, а средний подключен к скользящему контакту который перемещается по этому резистивному слою.

То есть  1 и 3 вывод между собой имеет неизменное сопротивление которое является максимальным для потенциометра, а на выводах 1-2 и 2-3 будет изменяемое сопротивление. Изменяя сопротивление одной группы выводов мы так же влияем на сопротивление другой группы, увеличивая сопротивление на одной будем уменьшать на другой группе и наоборот.

Основная задача резистора, оказывать сопротивление току и как вы наверное догадались сопротивление резистора измеряется в Омах.

На старых резисторах можно увидеть на корпусе его наминал (сопротивление) и его точность сопротивления в процентах.

Вот пример

Его сопротивление 10 Ком (10 000 Ом) и погрешность 5 % которая означает, что сопротивление будет в приделах от 9.5 КОм до 10.5 КОм.

На новых резисторах за частую используют цветовую маркировку .

Вот пример

Для более простого определения маркировки резистора по цветам советую установить соответствующее приложение на свой телефон, но на мой взгляд намного проще измерить сопротивление резистора с помощью мультиметра чем всматриваться в эти полоски.

На схеме резистор обозначается буквой R и рисуется в виде прямоугольника.

Далее мы научимся рассчитывать резисторы для ограничения тока и определять какой мощности нам нужен резистор будем делать делители напряжения и тд.

Контрольные вопросы.

1. Для чего нужен резистор?
   Ответ

   Для ограничения тока

   [свернуть]
2. В чем измеряется сопротивление резистора?
   Ответ

   В Омах

   [свернуть]
3. Как обозначается на схеме и какой буквой?
   Ответ

   Прямоугольником и буквой R

   [свернуть]