НУ «Львівська Політехніка» Кафедра фізики Лабораторна робота № 3 „Перевірка закону Ома для постійного струму” Львів 2006р. Мета роботи: перевірити закон Ома постійного струму. Теоретичні відомості Силою струму називають скалярну величину, яка чисельно дорівнює електричному заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу. де dp – електричний заряд, dt – час, протягом якого проходить заряд. Векторною величиною, що характеризує електричний струм в провіднику, є густина струму j. Вектор j напрямлений вздовж струму і чисельно дорівнює силі струму, який прозодить через одиницю площі перерізу провідника, проведеного перпендикулярно до напрямку струму
Закон Ома для ділянки кола – сила струму I на длянці кола пропорційна напрузі на його кінцях
де R – опір однорідної ділянки кола, причому
де l – довжина провідника, S – площа поперечного перерізу, r – питомий опір матеріалу провідника, який чисельно дорівнює опору провідника одиничної довжини, виготовленої з цієї речовини, з одиничним перерізом при температурі 0оС. Величина s. Обернена до питомого опору r, називається питомою електропровідністю речовини:
Питома електропровідність s характеризує здатність речовини проводити електричний струм. Вона пов’язує густину струму в будь-якій точці провідника з напруженістю електричного поля у цій точці, яке зумовлює електричний струм у провіднику. Розглянемо елемент провідника довжиною dl і площею поперечного перерізу S. Опір dR цього елемента дорівнює
Якщо в провіднику проходить струм I, то за законом Ома для ділянки кола маємо:
де dU – спад напруг на елементі провідника dl. Оскільки I=jS, то
або
Величина
є градієнт потенціалу, який чисельно дорівнює напруженості E електричного поля в провіднику зі струмом. Тоді:
Оскільки в ізотропному провіднику носії струму в кожній точці рухаються в напрямі вектора E, то напрямки j i E співпадають. Тому формулу можна записати у вигляді:
Цей вираз визначає закон Ома в диференціальній формі: густина струму в провіднику дорівнює добутку питомої електропровідності провідника на напруженість електричного поля. Порядок виконання робіт Скласти електричне коло. За допомогою магазина опорів встановити опір Rm, значення якого вказано на робочому місці, та записати його в таблицю. Записати в таблицю значення опорів R i RA. виміряти силу струму ІВ в колі за допомогою амперметра. За допомогою вольтметра виміряти: напругу
на опорі R, напругу
на клемах магазину опорів, е.р.с.
джерела струму. Обчислити за формулою
напруга на амперметрі Обчислити Eоб=
+
+
, враховуючи, що внутрішній опір джерела струму малий порівняно із зовнішнім. Порівняти обчислене значення з виміряним. Перевірити справедливість закону Ома для замкнутого кола, обчисливши на основі формули (13) величину струму і порівняти це значення з виміряним. Перевірити справедливість закону Ома для однорідної ділянки кола. Для цього обчислити і порівняти обчислене значення з виміряним. Усі вимірювання і обчислення провести у випадку послідовного з’єднання трьох опорів, причому R=R1+R2+R3 Визначити абсолютну і відносну похибки