148. Виртуальная лабораторная работа по физике «Измерение напряжения на различных участках электрической цепи» - https://efizika.ru/html5/148/index.html

Цель работы: измерить напряжение на участке цепи, состоящем из двух последовательно соединённых резисторов, и сравнить его с напряжением на концах каждого резистора.

Приборы и принадлежности: источник  питания, два резистора,  ключ, три вольтметра, низковольтная лампа на подставке, соединительные провода.

148. Virtual laboratory assignments in physics «Measuring voltage in various sections of an electrical circuit» - https://efizika.ru/html5/148/index.html

The purpose of the work: to make sure by experience that the current strength in different series-connected sections of the circuit is the same.

Devices and accessories: power supply, low-voltage lamp on a stand, key, three ammeters, connecting wires.

Виртуальная лабораторная работа по физике: «Измерение напряжения на различных участках электрической цепи»

 Цели работы:

 1. Ознакомиться с основами электрических цепей и принципами их работы.

2. Научиться измерять напряжение на различных участках электрической цепи с помощью мультиметра.

3. Изучить зависимость напряжения от различных компонентов цепи.

Оборудование:

• Виртуальный мультиметр

• Виртуальная электрическая цепь (включающая источник питания, резисторы, переключатели)

• Компьютер или мобильное устройство с доступом к интернету

• Программное обеспечение для моделирования электрических цепей (например, PhET Interactive Simulations)

Теоретическая часть:

Электрическая цепь состоит из источника тока, проводников и компонентов, таких как резисторы. Напряжение (или потенциал) — это разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Оно измеряется в вольтах (В). Важно понимать, что напряжение может изменяться в зависимости от расположения компонентов в цепи и их характеристик.

Закон Ома гласит, что напряжение (U) на резисторе пропорционально току (I), проходящему через него, и сопротивлению (R) этого резистора:

 U = I ⋅ R

▎Процедура выполнения лабораторной работы:

1. Запуск виртуальной лаборатории:

   • Откройте программное обеспечение для моделирования электрических цепей.

   • Выберите опцию создания новой схемы.

2. Сборка электрической цепи:

   • Добавьте источник питания (например, батарею) с заданным напряжением (например, 9 В).

   • Подключите к источнику питания один или несколько резисторов последовательно или параллельно.

   • Убедитесь, что все соединения выполнены правильно и нет коротких замыканий.

3. Подключение мультиметра:

   • Выберите виртуальный мультиметр и установите его в режим измерения напряжения (постоянный ток).

   • Подключите щупы мультиметра к двум точкам цепи, где вы хотите измерить напряжение. Это может быть между источником питания и первым резистором, между резисторами или между резистором и землей.

4. Измерение напряжения:

   • Запишите показания мультиметра для каждого измеренного участка цепи.

   • Измените конфигурацию цепи (например, добавьте еще один резистор или измените его сопротивление) и повторите измерения.

   • Обратите внимание на изменения в показаниях мультиметра при изменении конфигурации цепи.

5. Анализ данных:

   • Сравните полученные значения напряжения с теоретическими расчетами, основанными на законе Ома.

   • Обратите внимание на то, как распределяется напряжение по различным участкам цепи. Например, в последовательной цепи сумма напряжений на всех резисторах должна равняться напряжению источника.

6. Заключение:

   • Подведите итоги проведенных измерений. Обсудите, как изменения в конфигурации цепи повлияли на распределение напряжения.

   • Опишите возможные источники ошибок в измерениях и как их можно минимизировать.

Дополнительные эксперименты:

• Измените сопротивление резисторов и наблюдайте за изменением напряжения.

• Попробуйте создать параллельную цепь и сравните результаты с последовательной.

• Исследуйте влияние короткого замыкания на работу цепи.

Вопросы для самопроверки:

1. Какое значение напряжения было измерено на первом резисторе?

2. Как изменилось общее напряжение в цепи при добавлении нового резистора?

3. Почему важно правильно подключать щупы мультиметра?

Заключение:

Виртуальная лабораторная работа по измерению напряжения в электрической цепи позволяет студентам не только научиться работать с мультиметром, но и глубже понять принципы электричества и закономерности, действующие в электрических цепях. Эксперименты помогают развивать навыки анализа и критического мышления, что является важной частью изучения физики.