Измерение кпд электродвигателя

Цель работы:

оценить эффективность преобразования электродвигателем электрической энергии в механическую.

Оборудование:

• источник электропитания • амперметр • вольтметр • электродвигатель по­ стоянного тока • переменный резистор • ключ • металлический планшет

• груз с крючком • весы с разновесами • нить с петлями на концах

• измерительная лента с миллиметровыми делениями • часы с секундной стрелкой или секундомер.

Ход работы

1. Зарисуйте в тетрадь электрическую схему установки, изображенной на рисунке 1.

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

т, кг	h1, м	h2, м	h, м	Ат Дж	I, А	U, В	t, с	А3 Дж	, %

Puс1

3. 

   Соберите установку, как показано на рисунке 1. Электродвигатель установите у кромки металличе­ ского планшета. Планшет разместите на рабочем столе так, чтобы вал двигателя выступал на 1 - 2 см за край стола.

4. Измерьте массу груза m.

5. Отрегулируйте длину нити так, чтобы груз, подве­ шенный к валу двигателя, находился на высоте в 2 - 3 см от пола.

6. Проведите несколько пробных пусков. С помощью переменного сопротивления установите такой ре­ жим работы двигателя, при котором груз поднимался бы равномерно и с минимальной скоро­ стью.

7. Измерьте высоту центра груза в нижнем положении h₁.

8. Измерьте высоту центра груза при полностью намотанной нитке h₂.

9. Вычислите высоту, на которую будет поднят груз с помощью двигателя h = h₂ – h₁.

10. Включите двигатель и определите величину тока, который протекает в двигателе при подъеме груза I.

11. Включите двигатель и определите величину напряжения, приложенного к двигателю при подъеме груза U.

12. Включите двигатель и определите время t подъема груза из нижней точки в верхнюю.

13. По данным измерений вычислите полезную работу, совершенную двигателем при подъеме груза: А_п = mgh, где g = 9,8 м/с² , а также работу, затраченную двигателем на подъем груза:

A_з=IUt

14. Вычислите коэффициент полезного действия электродвигателя = А_п/ А₃х100%.

ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

Цель работы:

изучить метод измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование:

металлический планшет • источник тока • амперметр • вольтметр

• резистор • ключ • зажимы • соединительные провода.

Для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока собирают электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 1.

К источнику тока подключают амперметр, сопротивление и ключ, соединенные последовательно. Кроме того, непосредствен­но к выходным гнездам источника подключают еще и вольтметр.

ЭДС измеряют по показанию вольтметра при разомкнутом ключе. Этот прием определения ЭДС основан на следствии из за­кона Ома для полной цепи, согласно которому при бесконечно большом сопротивлении внешней цепи напряжение на зажимах источника равно его ЭДС. (См. параграф "Закон Ома для полной цепи" учебника "Физика 10").

Для определения внутреннего сопротивления источника за­мыкают ключ К. При этом в цепи можно условно выделить два

участка: внешний (тот, который подключен к источнику) и внутренний (тот, который находится внутри источника тока). Поскольку ЭДС источника равна сумме падения напряжений на внутрен­нем и внешнем участках цепи:

E= U_r + U_R, то U_r=Е-U_R (1).

По закону Ома для участка цепи U_r = Ir (2). Подставив равенство (2) в (1) получают

I*r = E - uk , откуда r = (3).

Следовательно, чтобы узнать внутреннее сопротивление источника тока, необходимо пред­варительно определить его ЭДС, затем замкнуть ключ и измерить падение напряжения на внеш­нем сопротивлении, а также силу тока в нем.