Отчет по физике 5. Российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования санктпетербургский горный университет

• Название: Российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования санктпетербургский горный университет
• Анкор: Отчет по физике 5
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 180.44 Kb.
• Имя файла: otchyot_fizika_elek_5 (2).docx
• Тип: Отчет; #558827

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе №5

По дисциплине Физика

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема работы: Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки

Выполнил: студент гр. РМ-21 Соловьев Е.Б.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Оценка:

Дата:

Проверил

руководитель работы:

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург
2022

Цель работы:

1) Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.

2)Исследование зависимости полезной и полной мощности источника тока.

3) Определение зависимости КПД источника тока от сопротивления нагрузки.

Краткое теоретическое обоснование

1. 
   Явление, изучаемое в работе
   

В данной работе изучается явление электрического тока

2. 
   Определение основных величин и процессов
   

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

Источник тока – это устройство, которое создает и поддерживает разность потенциалов за счет действия сторонних сил.

Холостой ход – режим работы источника, при котором сопротивление стремится к бесконечности (цепь разомкнута).

Короткое замыкание – режим работы источника, при котором сопротивление стремится к нулю.

Согласованный ход – режим работы источника, при котором внутренне и внешнее сопротивления равны.

3. 
   Основные физические законы и соотношения
   

В данной работе выполняется закон Ома:



Где – ЭДС источника [ ]= В; – сила тока [ ]=А; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.
Схема установки


Основные расчетные формулы

• 
  Внутреннее сопротивление
  

,

где – напряжение в i-том опыте [ ] =В; – напряжение в k-том опыте [ ] =В; - сила тока в k-том опыте [ ]= А; – сила тока в i-том опыте [ ]=А

• 
  Электродвижущая сила источника
  

,

где – ЭДС источника [ ]= В; – сила тока [ ]=А; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.

• 
  Полная мощность
  

,

где – ЭДС источника [ ]= В ; – сила тока [ ]=А

• 
  Полезная мощность
  

,

где – сила тока [ ]=А; U– напряжение [U] =В

• 
  КПД
  

,

где – полная мощность [ ]=Вт; - полезная мощность [ = Вт

• 
  Потери мощности на источнике
  

Где ­– ЭДС источника [ ]= В ; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.


Погрешности прямых измерений





R=0,1 Oм

Погрешности косвенных измерений:

a) относительная погрешность r:



б) абсолютная погрешность r:


в) относительная погрешность :



г) абсолютная погрешность :



Таблицы Нестабилизированный источник. Таблица 1

№	I, A	U,B	R,Oм	P полезн, Вт	P полн., Вт	Pr, Вт	r, Ом	E, В	КПД,℅
1	0,200	0,2	0	0,04	1,46	1,5152	35,17	7,3	2%
2	0,158	1,7	10	0,2686	1,1534	0,9185			23%
3	0,130	2,6	20	0,338	0,949	0,6157			35%
4	0,110	3,3	30	0,363	0,803	0,4412			45%
5	0,096	3,8	40	0,3648	0,7008	0,3316			52%
6	0,084	4,2	50	0,3528	0,6132	0,2583			57%
7	0,076	4,5	60	0,342	0,5548	0,2069			61%
8	0,068	4,8	70	0,3264	0,4964	0,1694			65%
9	0,062	5,0	80	0,31	0,4526	0,1412			68%
10	0,058	5,1	90	0,2958	0,4234	0,1196			69%
11	0,054	5,3	100	0,2862	0,3942	0,1025			72%

Нестабилизированный источник. Таблица 2

№	I, A	U,B	R,Oм	P полезн, Вт	P полн., Вт	Pr, Вт	r, Ом	E, В	КПД, %
1	0,054	5,3	100	0,2862	0,3942	0,1025	35,17	7,3	72%
2	0,032	6,1	200	0,1952	0,2336	0,0338			83%
3	0,022	6,4	300	0,1408	0,1606	0,0166			87%
4	0,018	6,6	400	0,1188	0,1314	0,0098			90%
5	0,014	6,7	500	0,0938	0,1022	0,0065			91%
6	0,012	6,8	600	0,0816	0,0876	0,0046			93%
7	0,010	6,9	700	0,069	0,073	0,0034			94%
8	0,010	6,9	800	0,069	0,073	0,0026			94%
9	0,008	6,9	900	0,0552	0,0584	0,0021			94%
10	0,008	7,0	1000	0,056	0,0584	0,0017			95%

Стабилизированный источник. Таблица 3

№	I, A	U,B	R,Oм	P полезн, Вт	P полн., Вт	Pr, Вт	r, Ом	E, В	КПД,%
1	0,246	5,0	20	1,23	1,23	0	0	5,0	100%
2	0,168	5,0	30	0,84	0,84
3	0,126	5,0	40	0,63	0,63
4	0,102	5,0	50	0,51	0,51
5	0,084	5,0	60	0,42	0,42
6	0,074	5,0	70	0,37	0,37
7	0,064	5,0	80	0,32	0,32
8	0,058	5,0	90	0,29	0,29
9	0,052	5,0	100	0,26	0,26

Стабилизированный источник. Таблица 4

№	I, A	U,B	R,Oм	P полезн, Вт	P полн., Вт	Pr, Вт	r, Ом	E, В	КПД, %
1	0,052	5,0	100	0,26	0,26	0	0	5,0	100%
2	0,026	5,0	200	0,13	0,13
3	0,018	5,0	300	0,09	0,09
4	0,014	5,0	400	0,07	0,07
5	0,012	5,0	500	0,06	0,06
6	0,01	5,0	600	0,05	0,05
7	0,008	5,0	700	0,04	0,04
8	0,006	5,0	800	0,03	0,03
9	0,006	5,0	900	0,03	0,03
10	0,006	5,0	1000	0,03	0,03

Пример вычислений

Расчетная мощность







Вт

Вычисление погрешностей
a) относительная погрешность r:



б) абсолютная погрешность r:



в) относительная погрешность :



г) абсолютная погрешность :



Графический материал






















Результаты






Вывод

В ходе лабораторной работы были определены ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. Также по закону Ома для замкнутой цепи были рассчитаны ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.