Последовательное и параллельное соединение проводников самостоятельная работа

Самостоятельная работа: Последовательное и параллельное соединение проводников

Цель работы: Закрепить теоретические знания о последовательном и параллельном соединении проводников, научиться рассчитывать основные параметры цепей с различными типами соединений.

Оборудование и материалы:

Источник питания постоянного тока (например, батарейка или блок питания). Резисторы (3-4 штуки) с разным номиналом сопротивления (например, 100 Ом, 220 Ом, 330 Ом, 470 Ом). Амперметр. Вольтметр. Провода соединительные. Мультиметр (для измерения сопротивления). Макетная плата (желательно, но не обязательно). Калькулятор.

Задание 1: Измерение сопротивления резисторов.

Используя мультиметр в режиме измерения сопротивления, измерьте сопротивление каждого резистора. Запишите измеренные значения в таблицу 1:

Таблица 1. Результаты измерения сопротивления резисторов

Резистор	Номинальное сопротивление (Ом)	Измеренное сопротивление (Ом)
R1
R2
R3
R4

Задание 2: Последовательное соединение резисторов.

Соберите цепь, последовательно соединив два резистора (например, R1 и R2). Используя мультиметр, измерьте общее сопротивление последовательного соединения. Рассчитайте общее сопротивление по формуле: Rобщ = R1 + R2 Запишите измеренное и рассчитанное значения в таблицу 2:

Таблица 2. Результаты измерения и расчета сопротивления последовательного соединения

Соединение	Сопротивление R1 (Ом)	Сопротивление R2 (Ом)	Измеренное сопротивление Rобщ (Ом)	Рассчитанное сопротивление Rобщ (Ом)
R1 и R2

Соберите цепь, последовательно соединив три резистора (например, R1, R2 и R3). Используя мультиметр, измерьте общее сопротивление последовательного соединения. Рассчитайте общее сопротивление по формуле: Rобщ = R1 + R2 + R3 Запишите измеренное и рассчитанное значения в таблицу 3:

Таблица 3. Результаты измерения и расчета сопротивления последовательного соединения

Соединение	Сопротивление R1 (Ом)	Сопротивление R2 (Ом)	Сопротивление R3 (Ом)	Измеренное сопротивление Rобщ (Ом)	Рассчитанное сопротивление Rобщ (Ом)
R1, R2 и R3

Соберите цепь, последовательно соединив источник питания, амперметр и два резистора (например, R1 и R2). Важно! Соблюдайте полярность при подключении амперметра и источника питания. Измерьте силу тока в цепи. Рассчитайте силу тока в цепи по закону Ома: I = U / Rобщ, где U – напряжение источника питания, Rобщ – общее сопротивление цепи (рассчитанное ранее для последовательного соединения R1 и R2). Подключите вольтметр параллельно каждому резистору (R1 и R2) и измерьте напряжение на каждом из них. Важно! Соблюдайте полярность при подключении вольтметра. Рассчитайте напряжение на каждом резисторе по формуле: UR = I * R, где I – сила тока в цепи, R – сопротивление резистора. Запишите измеренные и рассчитанные значения в таблицу 4:

Таблица 4. Результаты измерения и расчета параметров последовательной цепи

Элемент	Сопротивление (Ом)	Измеренная сила тока (А)	Рассчитанная сила тока (А)	Измеренное напряжение (В)	Рассчитанное напряжение (В)
R1
R2

Задание 3: Параллельное соединение резисторов.

Соберите цепь, параллельно соединив два резистора (например, R1 и R2). Используя мультиметр, измерьте общее сопротивление параллельного соединения. Рассчитайте общее сопротивление по формуле: 1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 или Rобщ = (R1 * R2) / (R1 + R2) Запишите измеренное и рассчитанное значения в таблицу 5:

Таблица 5. Результаты измерения и расчета сопротивления параллельного соединения

Соединение	Сопротивление R1 (Ом)	Сопротивление R2 (Ом)	Измеренное сопротивление Rобщ (Ом)	Рассчитанное сопротивление Rобщ (Ом)
R1 и R2

Соберите цепь, параллельно соединив три резистора (например, R1, R2 и R3). Используя мультиметр, измерьте общее сопротивление параллельного соединения. Рассчитайте общее сопротивление по формуле: 1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 или Rобщ = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3) Запишите измеренное и рассчитанное значения в таблицу 6:

Таблица 6. Результаты измерения и расчета сопротивления параллельного соединения

Соединение	Сопротивление R1 (Ом)	Сопротивление R2 (Ом)	Сопротивление R3 (Ом)	Измеренное сопротивление Rобщ (Ом)	Рассчитанное сопротивление Rобщ (Ом)
R1, R2 и R3

Соберите цепь, параллельно соединив источник питания, амперметр и два резистора (например, R1 и R2). Важно! Соблюдайте полярность при подключении амперметра и источника питания. Подключите амперметр последовательно с каждым резистором (R1 и R2) и измерьте силу тока в каждом из них. Важно! Соблюдайте полярность при подключении амперметра. Рассчитайте силу тока в каждом резисторе по закону Ома: IR = U / R, где U – напряжение источника питания (оно одинаковое для всех параллельных элементов), R – сопротивление резистора. Подключите вольтметр параллельно резисторам (R1 и R2) и измерьте напряжение. Убедитесь, что напряжение одинаково на обоих резисторах и равно напряжению источника питания. Запишите измеренные и рассчитанные значения в таблицу 7:

Таблица 7. Результаты измерения и расчета параметров параллельной цепи

Элемент	Сопротивление (Ом)	Измеренная сила тока (А)	Рассчитанная сила тока (А)	Измеренное напряжение (В)	Рассчитанное напряжение (В)
R1
R2

Контрольные вопросы:

Как изменяется общее сопротивление цепи при последовательном соединении проводников? Как изменяется общее сопротивление цепи при параллельном соединении проводников? Как распределяется напряжение в цепи при последовательном соединении проводников? Как распределяется ток в цепи при параллельном соединении проводников? В каких случаях используют последовательное соединение проводников? Приведите примеры. В каких случаях используют параллельное соединение проводников? Приведите примеры. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при проведении этой работы?

Вывод:

Опишите, что вы узнали в результате выполнения этой работы, какие закономерности подтвердились, и какие трудности возникли. Сравните измеренные и рассчитанные значения и объясните возможные расхождения.

Критерии оценки:

Правильность выполнения измерений. Точность расчетов. Полнота и грамотность оформления отчета. Правильность ответов на контрольные вопросы.

Рекомендации:

Перед началом работы внимательно изучите теоретический материал. Тщательно проверяйте правильность сборки электрических цепей. Будьте внимательны при работе с электроизмерительными приборами. Соблюдайте правила техники безопасности.

Эта самостоятельная работа поможет вам лучше понять принципы последовательного и параллельного соединения проводников и научит применять полученные знания на практике. Удачи!