Міністерство освіти та науки України Національний університет «Львівська політехніка» Лабораторія електрики ЗВІТ про виконання лабораторної роботи №8 Тема: «Визначення електрорушійної сили джерела струму методом компенсації» 2006 Мета роботи: Вивчення компенсаційного методу та визначення невідомої ЕРС джерела струму. Прилади та обладнання: Джерела струму з відомою електрорушійною силою
,
; джерела струму з невідомою електрорушійною силою
;гальванометр; змінний опір-реохорд; магазин опорів
; провідники, вимикачі. Теоретичні відомості: Величина, яка дорівнює роботі, що виконується сторонніми силами при переміщенні одиничного додатнього заряду, називається електрорушійною силою (ЕРС). Вона діє в електричному колі або на його ділянці. Заряди у замкненому колі переміщаються за рахунок енергії джерела струму, тому поняттям ЕРС користуються для характеристики джерела. Робота сторонніх сил
над зарядом
у випадку замкненого електричного кола дорівнює:
Введемо вектор напруженості поля сторонніх сил
, тоді силу
, яка діє на заряд
, запишемо як
. При цьому робота сторонніх сил
і ЕРС визначиться як циркуляція вектора напруженості поля сторонніх сил вздовж замкненого контура:
ЕРС, що діє на ділянці 1 — 2 електричного кола,
Електрорушійна сила джерела струму дорівнює напрузі на затискачах розімкненого джерела. Якщо для вимірювання ЕРС до джерела під'єднати вольтметр, то в отриманому замкненому колі потече струм і виміряна вольтметром напруга
відрізняється від ЕРС Є джерела на величину спаду напруги
на внутрішньому опорі
. ЕРС джерела струму можна визначити точніше, порівнюючи його ЕРС з відомою ЕРС так званого "нормального" елемента. Для такого порівняння використовується компенсаційна схема (див рис.)
Батарея
замикається на зовнішній опір
. Нормальний елемент
і джерело струму, ЕРС якого Є* необхідно визначити, по черзі вмикають в схему так, що в точці А з'єднуються одноіменні полюси
та
(або
). Використавши правила Кірхгофа для розрахунку кіл постійного струму
,
проаналізуємо умови, при яких сила струму на ділянці, що містить
(або
) і гальванометр, дорівнює нулю. За першим правилом Кірхгофа у точці А
(1) Для контурів АВЕА і АЕоГВА за другим правилом Кірхгофа
;
(2) де
,
— внутрішні опори відповідно
і нормального елемента;
— опір гальванометра. Повертаючи ручку реохорда, тобто змінюючи одночасно опори
та
(довжини плечей реохорда), можемо досягти того, що струм
. Тоді з (1)
і система рівнянь (2) матиме вигляд :
Струм
, коли протилежні за знаком, але рівні за величиною спади напруг, створені джерелами
та
на даній ділянці, зрівноважують (компенсують) один одного. Якщо замість елемента
увімкнути у схему джерело з невідомою ЕРС
, то умови
можна досягти при іншому значенні опору
, яке позначимо
. При цьому повний опір
залишається незмінним. Тепер замість (3) дістанемо
(4) Використовуючи (3), (4), маємо
Отже порівняння двох ЕРС зводиться до порівняння двох опорів
та
.Таблиця результатів вимірювань: № 









 1 0 0,06 0,02 0,09 0,33 0,04 0,12 1,5 0,18 0,12  2 1000 0,41 0,1 0,49 0,25 0,12 0,48 1,21 0,11 0,09  3 2000 0,68 0,24 0,88 0,36 0,01 0,02 1,31 0,01 0,01  4 3000 0,98 0,43 1,2 0,45 0,08 0,18 1,25 0,07 0,06  5 4000 1,25 0,58 1,64 0,47 0,1 0,21 1,34 0,02 0,01  сер     0,37 0,07 0,20 1,32 0,08 0,06   Обчислення шуканої величини:
,
,
,
,
,
.
,
,
,
,
,
. Обчислення похибок:
.
;
,
;
;
;
;


.
;
,
;
;
;
;
.
Результати вимірювань:
;
Висновок: На даній лабораторній роботі я навчився визначати електрорушійну силу джерела методом компенсації.