Лабораторная работа №9: «Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на её зажимах»

1. Физика

Лабораторная работа № 9:
«Исследование зависимости мощности,
потребляемой лампой накаливания, от
напряжения на её зажимах»
Цель работы: исследовать зависимость
мощности, потребляемой лампой накаливания,
от напряжения на ее зажимах

2. теория

ТЕОРИЯ
Мощность тока - величина, характеризующая, с
какой скоростью совершается работа тока.
Так как работа тока может быть определена по
формуле
A I U t
(1),
то мощность тока P можно вычислить, зная
величину тока I и напряжения U:
P U I
[Вт] (2) ,
Из формулы видно, что мощность тока зависит от
напряжения. Исследование зависимости мощности
тока от напряжения и является целью этой работы.

3.

Видеофрагмент:
«Мощность и работа электрического тока»

4. Приборы и принадлежности:

1. источник
постоянного
тока (ЛИП);
2. амперметр
на 2 А;
3. вольтметр на
6 В;

5. Приборы и принадлежности:

4. реостат
ползунковый;
5. лампа
накаливания
3,5 В; 0,28 А.
4. ключ замыкания
тока;
5. соединительные
провода

6. Порядок выполнения работы:

R
Л
А
V
Б
К
1.Работа с электрической схемой.
1.1.Собрать электрическую цепь по схеме.
Для этого нужно знать:

7. Порядок выполнения работы:

Л
А
R
V
Б
К
1.2.
Амперметр
подключается,
соблюдая
полярность,
в
электрическую
цепь
последовательно и измеряет силу тока в цепи.

8. Порядок выполнения работы:

0,1 А
Определить цену одного деления
амперметра.

9. Порядок выполнения работы:

Л
А
R
V
Б
К
1.3.
Вольтметр
подключается,
соблюдая
полярность, в электрическую цепь параллельно для
определения напряжения на лампочке.

10. Порядок выполнения работы:

0,2 В
Определить цену одного деления
вольтметра.

11. Порядок выполнения работы:

Л
А
R
V
Б
К
1.4. Реостат служит для регулирования силы тока
в электрической цепи.

12. Порядок выполнения работы:

2.Определить мощность электрической лампы в собранной
схеме,
для этого нужно помнить, что:

13. Порядок выполнения работы:

2.1. Установить ползунок реостата R в таком положении, при
котором реостат имеет наибольшее значение величины
сопротивления.

14. Порядок выполнения работы:

2.2. Замкнуть цепь ключом К, определить величину
напряжения на лампочке с помощью вольтметра V и силу
тока в цепи с помощью амперметра А.

15. Порядок выполнения работы:

3,5 В
0,25А
3 2
1
2.3. Постепенно перемещая ползунок реостата R (уменьшая сопротивления
реостата), записывать новые значения токов и напряжений. Продолжать измерения
до тех пор, пока не будет достигнуто значение напряжения, на которое рассчитана
лампочка (номинальные напряжение и ток указаны на цоколе лампочки).
Необходимо получить не менее трех показаний амперметра и вольтметра.

16. Порядок выполнения работы:

2.4. Для каждого измеренного значения
напряжения рассчитать мощность,
потребляемую лампочкой, по формуле:
P = UI
,Вт (2.1.)
3. Для каждого значения измеренного
напряжения вычислить:
3.1. Сопротивление нити лампы по формуле:
U
R
I
, Ом (3.1.)

17. Порядок выполнения работы:

3.2. Температуру нити лампы :
R1 R0
T
R0 , К
(3.2.), где
1
= 0,004 К температурный коэффициент
сопротивления вольфрама;
0
0 С
(R0 указано на подставке
лампы накаливания R0=1,8 Ом).
R0 - сопротивление нити лампы при

18. Порядок выполнения работы:

4.Результаты
измерений
занести в таблицу 4.1.
Таблица 4.1.
R0=1,8 Ом
№
опыта
Тип
лампы
Напряжение
U, В
Сила
тока
I, А
1
накаливания
1.0
0,1
2
накаливания
2.0
0,15
2
накаливания
3.0
0,25
Мощность
P, Вт
и
Сопротивление
R, Ом
вычислений
Температура
T, К
Темпера
-тура
t, 0C

19.

Порядок выполнения работы:
Лист 1
Р,Вт
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
1,5
2
2,5
3
3,5
4
U,В
5. Обработка полученных данных.
5.1. Построить график зависимости мощности,
потребляемой лампочкой,
от напряжения на ней
Р=f(U).

20.

Порядок выполнения работы:
Лист 2
R ,Ом
18
17
16
15
14
13
12
11
1500
2000
2500
Т ,К
5. Обработка полученных данных.
5.2. Построить график зависимости сопротивления
нити накала лампочки от температуры R=f(Т).

21. Порядок выполнения работы:

5.3. Определить предельную мощность
лампочки
по
ее
номинальным
значениям тока и напряжения
( 3,5 В ; 0,25 А )
по формуле (2.1.) .
5.4. Сравнить номинальное значение
мощности с наибольшем значением
мощности при выполнении лабораторной
работы (записать в выводе).

22. Порядок выполнения работы:

6. Сделать вывод о проделанной работе
(используя памятку для оформления
вывода к лабораторной работе):
Какая конечная цель лабораторной
работы?
Какие прямые и косвенные измерения Вы
проводили?
Какие физические закономерности Вы
обнаружили в процессе работы?

23. Порядок выполнения работы:

7. Ответить на контрольные вопросы:
1. Почему с повышением напряжения
уменьшаются
потери
в
линии
электропередач?
2.
Назовите
примеры
устройств,
основанных на тепловом действии тока?
3. Что можно изменить в лампах
накаливания, чтобы увеличить срок ее
службы?
4. Для чего в электрических схемах
используют плавкие предохранители
(“пробки”)?