Лабораторная работа № 3 «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ней»

Сегодня результат нельзя получить по картинке или угадать по яркости лампы. Нужно собрать реальную цепь, проверить её, считать шкалу амперметра и записать собственное измерение.

Безопасность прежде всего. Работай только с учебным источником $1{,}5$–$4{,}5\ \text{В}$. Во время сборки ключ должен быть разомкнут. Источник подключают последним, а цепь замыкают только после проверки учителем. Нельзя подключать амперметр непосредственно к полюсам источника. При запахе, нагреве, шуме, движении стрелки влево или за пределы шкалы сразу разомкни ключ и сообщи учителю.

Что должно получиться

К концу работы у тебя будут:

1. схема собранной цепи;
2. предел измерения и цена деления амперметра;
3. фактическое показание силы тока с единицей;
4. вывод о способе включения амперметра;
5. разомкнутая и безопасно разобранная установка.

Число $0{,}6\ \text{А}$ ниже относится только к тренировочной шкале. Оно не является результатом твоей лабораторной работы.

Как включают амперметр

Амперметр включают последовательно, то есть в разрыв цепи. Тогда через прибор проходит тот же ток, который измеряют на выбранном участке.

Схема должна показывать полный контур: от источника через амперметр, лампу и ключ обратно к источнику. До допуска ключ на схеме и в реальной установке остаётся разомкнутым.

• клемму «+» амперметра соединяют со стороной положительного полюса источника;
• если предел заранее неизвестен, начинают с большего доступного предела;
• положение проводов меняют только при разомкнутом ключе;
• показание снимают на уровне глаз, чтобы уменьшить ошибку параллакса.

На изображении провод специально отсоединён, а ключ разомкнут. Так обозначена запрещённая попытка подключить амперметр непосредственно к источнику. Не собирай и не замыкай такую цепь.

Как прочитать шкалу

Сначала найди две подписанные отметки $x_1$ и $x_2$. Затем посчитай число промежутков $n$ между ними, а не число штрихов. Цена деления равна:

$$c=\frac{x_2-x_1}{n}.$$

На тренировочной шкале между $0$ и $1\ \text{А}$ десять промежутков:

$$c=\frac{1\ \text{А}-0\ \text{А}}{10}=0{,}1\ \text{А}.$$

Если стрелка находится на шестом делении, учебный пример даёт:

$$I=6c=0{,}6\ \text{А}.$$

Перед реальным измерением повтори расчёт именно для шкалы и подключённого предела своего прибора.

Протокол лабораторной работы

1. Подготовь запись

Запиши тему, цель, оборудование и правила допуска. Нарисуй схему: источник — ключ — лампа или резистор — амперметр — источник. Амперметр должен стоять в разрыве цепи.

2. Исследуй прибор

3. Собери цепь при разомкнутом ключе

1. Поставь ключ в разомкнутое положение.
2. Разложи элементы по нарисованной схеме.
3. Соедини лампу или резистор, амперметр и ключ последовательно.
4. Проверь полярность и выбранный предел амперметра.
5. Подключи источник последним.
6. Не замыкая ключ, позови учителя для проверки.

4. Выполни измерение после допуска

Кратко замкни ключ, посмотри на шкалу прямо, запиши показание с единицей и сразу снова разомкни цепь.

На иллюстрации показан формат записи. Впиши показание своего прибора, а не число с изображения или тренировочной шкалы.

5. Сделай вывод

Закончи фразы собственными данными:

• я собрал(а) цепь ______________________________;
• амперметр включён ______________________________;
• цена деления прибора равна _____________________;
• измеренная сила тока $I=$ ______________________;
• результат считаю полным, потому что ____________.

Контроль качества

Перед сдачей проверь пять пунктов:

• амперметр был включён последовательно;
• цена деления рассчитана по промежуткам;
• фактическое показание записано числом и единицей;
• источник отключён, ключ разомкнут;
• вывод опирается на твоё измерение.

Проверь себя

1. Почему амперметр включают в разрыв цепи?
2. Между отметками $0$ и $3\ \text{А}$ находится 15 промежутков. Какова цена деления?
3. Почему запись «$0{,}4$» нельзя считать полным результатом измерения?
4. Что нужно сделать, если стрелка отклоняется влево?
5. Найди две ошибки в описании: «Ученик замкнул ключ, затем переставил провод и после этого позвал учителя».

Итог

• Амперметр включают последовательно, соблюдая полярность и предел измерения.
• Цену деления находят по формуле $c=\frac{x_2-x_1}{n}$, где $n$ — число промежутков.
• Результат записывают как $I=\text{число}\ \text{А}$.
• Сборку выполняют при разомкнутом ключе, источник подключают последним, а измерение начинают только после допуска учителя.
• Учебный пример не заменяет фактическое показание прибора.

Ответы

1. Амперметр включают последовательно, чтобы через него проходил измеряемый ток участка.
2. Цена деления:

$$c=\frac{3\ \text{А}-0\ \text{А}}{15}=0{,}2\ \text{А}.$$

3. Не указаны обозначение измеряемой величины и единица. Полная запись имеет вид $I=0{,}4\ \text{А}$, если именно такое показание получено на реальном приборе.
4. Сразу разомкнуть ключ и сообщить учителю; при разомкнутой цепи проверить полярность.
5. Провод нельзя переставлять при замкнутом ключе; цепь нельзя включать до проверки учителем.