Badanie prądu elektrycznego z wykorzystaniem programu komputerowego COACH

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

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

3. 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.

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

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

6. U I R

7. U I R

8. U I R

9. U I R

10. Wyniki pomiarów przedstawia poniższe wykresy wykonane w programie Coach 5 .

12. 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.

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

14. Otrzymane wyniki

15. Fragment wyników uzyskanych w programie Coach 5.

16. W połączeniu szeregowym oporników opór zastępczy obliczamy ze wzoru:

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

18. Ad. 3. Cel doświadczeniaWyznaczenie oporu zastępczego dwóch oporników połączonych równolegle.

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

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

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

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

24. Zmontowano obwód elektryczny, tak, jak na poniższym schemacie.

25. Wyniki pomiarów:

26. Otrzymane wyniki pokazują zależność opisaną przez I prawo Kirchhoffa:

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

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

29. 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.

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

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

32. Rozładowanie kondensatora

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