Энергетика источника тока

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

ОТЧЕТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

По дисциплине        Физика        

        (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема работы:         Энергетика источника тока        

Выполнил: студент гр.                ТЭ-20                                        Спиридонов М.А.        

        (шифр группы)         (подпись)        (Ф.И.О.)

Дата:        

Проверил

руководитель работы:                                                         

        (должность)        (подпись)        (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2021

1. Цель работы

 1. Определение внутреннего сопротивления и ЭДС различных источников электроэнергии. 2. Определение режима согласования источника с нагрузкой. 3. Исследование зависимостей полезной и полной мощности, развиваемых источником тока, и его коэффициента полезного действия (КПД) от нагрузочного сопротивления.

1. Краткое теоретическое содержание

Явление, изучаемое в работе

магнитное поле кругового тока в пространстве

Определение основных физических понятий, объектов процессов и величин

Электрический ток- любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительные носители.

Постоянный ток- это ток, у которого сила тока и направление не меняются со временем.

Сила тока– скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Сопротивление – величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току.

Напряжение – физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи.

Разность потенциалов – физическая величина, определяемая работой, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из точки с большим потенциалом в точку с меньшим.

Электродвижущая сила (ЭДС) – физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда из точки с меньшим потенциалом в точку с большим потенциалом

Мощность – работа, совершаемая в единицу времени.

Полезная мощность – мощность, выделяемая на внешнем сопротивлении.

Полная мощность – называется сумма мощностей, выделяемых на внешнем и внутреннем сопротивлениях.

Коэффициент полезного действия источника тока – отношение полезной мощности к полной.

Законы и соотношения

Закон Ома – основной закон, используемый в данной работе. Для однородного участка цепи он выглядит следующим образом: , сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Закон Ома для замкнутой цепи: .[pic 2][pic 3]

1. Схема установки

 – источкник тока, ЭДС

V – вольтметр

A – амперметр

K – ключ

R – реостат[pic 5][pic 4]

1. Расчетные формулы

1. Электродвижущая сила (ЭДС)

        (1)[pic 6]

где I – сила тока, А

 R – Внешнее сопротивление, Ом

 r – внутреннее сопротивление, Ом.

1. Полезная мощность

        (2)[pic 7]

где U – напряжение, В

1. Полная мощность:

         (3)[pic 8]

где  – ЭДС, В[pic 9]

1. Коэффициент полезного действия (КПД)

        (4)[pic 10]

где Pполезная – полезная мощность, Вт

 Pполная – полная мощность, Вт

1. Внешнее сопротивление

        (5)[pic 11]

1. Внутреннее сопротивление

        (6)[pic 12]

1. Погрешности прямых измерений

– погрешность прямых измерений напряжения[pic 13]

 - погрешность прямых измерений силы тока[pic 14]

 - погрешность прямых измерений сопротивления[pic 15]