Введение. Московский государственный университет

Московский государственный университет

Путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Группа_ УПП - 141 ______________________ К работе допущен____________________

(Дата, подпись преподавателя)

Студент Камбаров Дмитрий Александрович Работа выполнена___________________

(Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель_ Пыканов Игорь Владимирович Отчёт принят_______________________ (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № ___ 17 ___

_ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭДС НЕИЗВЕСТНОГО ИСТОЧНИКА МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦИИ

1. Цель работы:

__ Ознакомление с методом компенсации и применение его для определения электродвижущей силы неизвестного источника __.

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Введение

Для определения ЭДС источника методом компенсации используются следующие физические величины: разность по­тенциалов j₁ - j₂, ЭДС e и напряжение U. Эти величины по определению, соответственно, равны

(1)

где E_кул - напряженность электростатического поля; E_стор - напряженность поля сторонних сил; U_1-2 - напря­жение на участке цепи 1-2; j₁ - j_{2 -} разность потенциа­лов на участке цени 1-2; e_1-2 - ЭДС, действующая на участке цепи 1-2.

Разность потенциалов численно равна работе, совершае­мой силами электростатического поля по перемещению еди­ничного положительного заряда. Электродвижущая сила численно равна работе, совершаемой сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда. Напряже­ние на данном участке цепи численно равно работе, совершае­мой сторонними и электростатическими силами при переме­щении единичного положительного заряда на зтом участке.

Напряжение на участке цепи равно разности потенциалов только в том случае, еслн на зтом участке нет ЭДС. Такой участок цепи называют однородным или пассивным участком. Если на участке цепи содержится ЭДС, то такой участок цепи называют неоднородным или активным участком.

Закон Ома для замкнутой цепи:

или

(2)

где e - ЭДС источника тока; R - внешнее сопротивление цепи: r -внутреннее сопротивление источника тока; I - си­ла тока.

Из формулы (2) видно, что использовать вольтметр для измерения ЭДС источника, подключив его непосредственно к клеммам источника нельзя, так как сам вольтметр при этом образует внешний участок цепи с сопротивлением R, и его показания будут отличаться от ЭДС на величину Ir. Оче­видно, чем выше сопротивление вольтметра по сравнению с сопротивлением источника, тем меньше отличие между пока­занном вольтметра IR и e ЭДС источника и это различие принципиально нельзя свести к нулю.

Метод непосредственного измерения ЭДС вольтметром обладает еще одним недостатком: многие гальванические элементы из-за явления поляризации электродов при нали­чии тока в цепи изменяют величину своей ЭДС.

Метод компенсации является одним из самых точных методов определения электродвижущей силы, так как в этом случае ток, текущий через источник с неизвестной ЭДС e _х компенсируется током от какого-либо внешнего источника ЭДС e и при этом разность потенциалов на зажимах не­известного источника будет равна его ЭДС.