Опыт 11. Определение мощности электрического тока

Цель опыта:

определение потребляемой электроприбором мощности на основе измерения напряжения и силы тока.

Оборудование:

· лампа 12В 21Вт

· цифровой амперметр

· переменный резистор

· модуль для подключения источника тока

· ключ

· источника постоянного тока

· цифровой вольтметр

Для определения мощности, потребляемой лампой, соберите электрическую цепь согласно схеме, представленной на рис. 1. Установите на выходе источника питания напряжение 10В. При питании схемы более высоким напряжением лампа будет светиться слишком ярко, что затруднит наблюдение за показаниями измерительных приборов.

Установите минимальное значение сопротивления переменного резистора и замкните ключ. Попросите учеников вычислить мощность, потребляемую лампой, на основе показаний цифрового вольтметра и цифрового амперметра.

После этого обсудите вопрос о том, как можно уменьшить потребляемую лампой мощность и проведите соответствующий опыт. Переведите ползунок переменного резистора в среднее положение и обратите внимание учащихся на то, как изменилась яркость лампы. Еще раз попросите учащихся по показаниям приборов вычислить потребляемую лампой мощность.

Опыт 12. Действие плавкого предохранителя

Цель опыта:

продемонстрировать действие плавкого предохранителя.

Оборудование:

· резистор 2 Ом

· модуль с зажимами

· лампа 12В 21Вт

· модуль для подключения источника тока

· ключ · источник постоянного тока

· медная проволока

Соберите на стенде электрическую цепь, схема которой показана на рис.2. Роль плавкого предохранителя в эксперименте выполняет медная проволочка диаметром 0.16 мм и длиной 12см. Проволочка укрепляется в зажимах, смонтированных на одном из модулей. Концы проволочки необходимо тщательно зачистить. Резистор вначале остается неподключенным. На выходе выпрямителя устанавливается напряжение 10В.

Перед проведением эксперимента напомните ученикам, что все источники питания, в том числе и электрическая сеть, рассчитаны на определенную мощность нагрузки, или, иными словами, имеют максимальную силу тока, при которой эксплуатация источника питания или сети безопасна. Плавкие предохранители служат для отключения всех устройств, которые включены в сеть, если сила тока в электрической цепи превысит допустимое значение. Увеличение силы тока может произойти из-за короткого замыкания или включения слишком мощных потребителей электроэнергии.

Продемонстрируйте учащимся срабатывание предохранителя при включении слишком мощной нагрузки. Замкните ключ и покажите, что лампа является нормальной нагрузкой для собранной цепи и горит неограниченно долго. Затем попытайтесь подключить к работающей цепи дополнительный потребитель электроэнергии - проволочный резистор. Сразу после подключения параллельно лампе резистора проволочка, имитирующая плавкий предохранитель, ярко вспыхивает и перегорает, в результате чего цепь обесточивается.

После этого продемонстрируйте действие предохранителя при коротком замыкании. Выключите источник питания. Измените схему установки, как показано на рис. 2a. Вставьте в зажимы новую проволочку диаметром 0.16 мм. Ключ подключите параллельно лампе и оставьте разомкнутым.

Включите источник питания и продемонстрируйте свечение лампы. Замкните ключ. Проволочка мгновенно перегорит, поскольку сопротивление цепи при замыкании ключа резко уменьшилось (произошло короткое замыкание), и сила тока превысила допустимое значение.