Teresa Stoltmann Anna Kamińska UAM Poznań Badanie prądu elektrycznego z wykorzystaniem programu komputerowego COACH Teresa Stoltmann Anna Kamińska UAM Poznań

Stosowane przyrządy i materiały Zestaw komputerowy Interfejs pomiarowy z programem COACH Źródło prądu stałego Oporniki laboratoryjne Potencjometr Mierniki prądu – amperomierze i woltomierze Przewody elektryczne.

II. Wykonane doświadczenia: Badanie prawa Ohma. Wyznaczanie oporu zastępczego dwóch oporników połączonych szeregowo. 3. Wyznaczanie oporu zastępczego dwóch oporników połączonych równolegle. 4. Badanie I prawa Kirchhoffa. 5. Badanie prądu rozładowania kondensatora.

Ad. 1. Cel doświadczenia: Wyznaczanie zależności I(U) dla danego opornika.

Wyniki Poniższa tabela pokazuje otrzymane wyniki napięcia (V) i natężenia prądu ( mA) oraz oporu elektrycznego R [Ω] jako ilorazu U [V]/ I[A]

U I R

U I R

U I R

U I R

Wyniki pomiarów przedstawia poniższe wykresy wykonane w programie Coach 5 .

Wnioski Otrzymane wyniki potwierdzają fakt, że wraz ze wzrostem napięcia proporcjonalnie wzrasta natężenie prądu płynącego w przewodniku. Opór elektryczny R to iloraz napięcia i natężenia prądu. Jest stały dla danego przewodnika i wynosi w tym doświadczeniu 100 Ω.

Ad. 2. Cel doświadczenia: Wyznaczenie oporu zastępczego dwóch oporników połączonych szeregowo.

Otrzymane wyniki

Fragment wyników uzyskanych w programie Coach 5.

W połączeniu szeregowym oporników opór zastępczy obliczamy ze wzoru:

Wnioski W połączeniu szeregowym opór zastępczy kilku jest większy od oporu każdego z nich. Wraz z dołączeniem kolejnych oporników opór zastępczy będzie wzrastał.

Ad. 3. Cel doświadczenia Wyznaczenie oporu zastępczego dwóch oporników połączonych równolegle.

W połączeniu równoległym opór zastępczy dwóch oporników połączonych równolegle obliczamy ze wzoru:

Wnioski: W połączeniu równoległym opór zastępczy dwóch oporników jest mniejszy od oporu każdego z nich. Wraz z dołączaniem kolejnych oporników opór zastępczy będzie malał.

Ad. 4. Cel doświadczenia: Zbadanie zależności natężeń prądu płynącego w dwóch opornikach połączonych równolegle od całkowitego natężenia prądu w obwodzie.

Badane zjawisko: I prawo Kirchhoffa Prawo to dotyczy węzła obwodu elektrycznego, tzn. punktu, w którym łączy się kilka przewodów.

Zmontowano obwód elektryczny, tak, jak na poniższym schemacie.

Wyniki pomiarów:

Otrzymane wyniki pokazują zależność opisaną przez I prawo Kirchhoffa:

Wykres pokazuje zależność natężeń prądu płynącego przez dwa połączone równolegle oporniki ( zielony i fioletowy) od całkowitego prądu płynącego w obwodzie ( czarny).

Wnioski: W łączeniu równoległym oporników suma natężeń płynących przez poszczególne oporniki jest równa całkowitemu natężeniu prądu w obwodzie.

Ad. 5. Cel doświadczenia: Zbadanie zależności napięcia od czasu w trakcie rozładowania kondensatora Badane zjawisko: Rozładowanie kondensatora naładowanego wcześniej poprzez podłączenie do źródła prądu stałego, jak widać na poniższym schemacie. Maksymalne napięcie na kondensatorze wyniosło 5 V.

Następnie kondensator odłączono od źródła prądu i wykonano pomiar napięcia w czasie rozładowania, w ciągu 20 sekund. V

Poniższy wykres przedstawia prąd rozładowania kondensatora o pojemności 3,3 F

Rozładowanie kondensatora

Zdjęcia: od lewej A. Kamińska i T Zdjęcia: od lewej A. Kamińska i T. Stoltmann oraz interfejs pomiarowy używany do badania prawa Ohma.