Радиоэлектроника для начинающих (и не только) - страница 24

; на этой схеме в качестве амперметра постоянного тока использован авометр. Чтобы выбрать верхний предел измерения авометра, воспользуйтесь законом Ома:

I = U/(R1 + R2).

Для нашего случая I = 4,5/(100 + 150) = 4,5/250 = 0,018 А = 18 мА. Значит, верхний предел измерения тока не должен быть меньше 18 мА. Предел измерения следует выбирать таким образом, чтобы стрелка прибора при измерении находилась во второй половине шкалы, в этом случае относительная погрешность измерения наименьшая. Снимите показания прибора. Затем отключите батарею и включите прибор между резисторами R1 и R2 (рис. 2.17,б), зафиксируйте его показания: миллиамперметр должен показывать такое же значение тока, что и в первом случае. Затем подключите прибор между положительным зажимом батареи и резистором R1 (рис. 2.17,в). Не забудьте отключать батарею на время переключения прибора.

Рис. 2.17.Из которого можно сделать вывод, что при последовательном соединении резисторов сила тока в электрической цепи одинаковая

Включите батарею и снова зафиксируйте показания прибора: его показания совпадут с двумя предыдущими. Из этих измерений следует вывод: при последовательном соединении элементов через них протекает одна и та же сила тока:

I1 = I2 = I3 = I. (2.7)

При изучении закона Ома мы получили формулу (2.3), которой сейчас воспользуемся для определения общего сопротивления R цепи:

R = U/I = 4,5/0,018 = 250 Ом.

Отсюда следует, что R_>0 = R1 + R2. (2. 8)

Сделаем вывод:при последовательном соединении сопротивлений общее сопротивление цепи равно сумме этих сопротивлений. Это будет также справедливо, если последовательно включить любое количество резисторов.

А теперь подготовьте прибор для измерения напряжения постоянного тока. — Верхний предел измерения выберите равным 2,5 или 5 В, замерьте падение напряжения на резисторе R1 (рис. 2.18, а).

Вольтметр «покажет» напряжение 1,8 В. Затем подключите вольтметр к резистору R2 (рис. 2.18, б) и снимите его показания, — вольтметр покажет 2,7 В. Во время проведения опыта вы снимете показания, несколько отличающиеся от приведенных, не огорчайтесь, это закономерно, ведь при измерениях имеют место погрешности измерения.

Если вы теперь сложите оба показания вольтметра: (1,8 + 2,7) В = 4,5 В, то увидите, что сумма напряжений на резисторах равна напряжению на зажимах батареи. Отсюда вывод: при последовательном соединении резисторов сумма падения напряжений на них равна напряжению на зажимах источника.

U_>1 + U_>2 = U. (2.9)

Рис. 2.18.Из которого можно сделать вывод:

_{>1) что напряжение на резисторах, соединенных последовательно, прямо пропорционально сопротивлению резисторов;}

_{>2) что сумма напряжения на всех резисторах цепи равна напряжению на зажимах источника питания;}

_{>3) что общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех резисторов цепи}

А можно определить напряжение на резисторах, не пользуясь вольтметром? Можно, для чего следует воспользоваться законом Ома:

U1 = I∙R1 = [U/(R1 + R2)]∙R1,

U2 = I∙R2 = [U/(R1 + R2)]∙R2.

Из этих формул следует: зная напряжение на зажимах батареи и сопротивление резисторов, можно вычислить падение напряжения на резисторах R1 и R2. Если последовательно включены три резистора, то:

U1 = I∙R1 = [U/(R1 + R2 + R3)]∙R1,

U2 = I∙R2 = [U/(R1 + R2 + R3)]∙R2.

U3 = I∙R3 = [U/(R1 + R2 + R3)]∙R3.

Так как U = I∙R, то можно сделать вывод: чем больше сопротивление резистора, тем больше будет падение напряжения на нем.

Из эксперимента (рис. 2.18) вы убедились, что напряжение на резисторе R2 больше напряжения на резисторе R1 в R2/R1 = 150/100 = 1,5 раза.

А теперь возьмем те же два резистора, что и в опыте с последовательным соединением, но соединим эти резисторы параллельно (рис. 2.19, а): два любых вывода резисторов R1 и R2 соединим вместе и подключим к положительному выводу батареи, затем соединим вместе два остальных вывода резисторов R1 и R2 и соединим их с выводом «+» миллиамперметра, а его вывод «-» подключим к отрицательному выводу батареи. Миллиамперметр включим на пределе 100 мА (0,1 А). При сборке схемы всегда помните: