Для изучения характеристик различных элементов электрических цепей необходимо изменять напряжение. Для изменения напряжения используются различные способы. В данной задаче вам предстоит исследовать возможности изменения напряжения на исследуемом элементе с помощью потенциометра с максимальным сопротивлением, примерно равным $R_0 \approx 5 ~Ом$.
Потенциометр можно использовать в цепи как резистор с переменным сопротивлением (реостат) (обозначение 1) с двумя выводами, либо как потенциометр (обозначение 2) с тремя выводами. В качестве нагрузки во всех случаях используйте второй реостат, как переменный резистор.
Часть A. Подготовительная
A1
0.10
Измерьте максимальное напряжение на источнике $U_0$, подключив к нему цифровой вольтметр напрямую.
A2
0.10
Измерьте максимальные сопротивления обоих потенциометров $R_{10}, R_{20}$ подключив к ним мультиметр (как цифровой омметр) напрямую.
При измерении сопротивлений цепь питания должна быть отключена.
В дальнейшем потенциометр с сопротивлением $R_{10}$ используйте в цепи питания, потенциометр с сопротивлением $R_{20}$ в цепи нагрузки.
В двух следующих частях Вам предстоит исследовать две схемы регулируемого источника («цепь питания»). Схемы «цепи питания» приведены в условии задачи. Включайте цепь питания только во время проведения измерений. К этим схемам необходимо подключать «цепь нагрузки». Сопротивление нагрузки должно изменяться в максимально возможном диапазоне. Используя предоставленные измерительные приборы, Вам будет необходимо измерять силу ток в нагрузке и напряжение на ней.
A3
0.70
Приведите электрическую схему «цепи нагрузки», удовлетворяющую этим требованиям. Опишите, как Вы будете измерять сопротивление нагрузки.
A4
0.90
Подключите «цепь нагрузки» напрямую к батарейке. Изменяя сопротивление нагрузки, измерьте зависимость напряжения $U$ от силы тока $I$ в цепи нагрузки.
A5
0.70
Постройте график зависимости $U(I)$, где $U$ напряжение на нагрузке и $I$ — ток в ней. Качественно объясните полученную зависимость.
A6
1.50
Постройте график зависимости мощности, выделяющейся на нагрузке от её сопротивления. Качественно объясните полученную зависимость.
Часть B. Традиционная схема 1
Исследуйте цепь питания, схема которой показана на рисунке.
B1
0.60
Считая источник идеальным источником напряжения, рассчитайте, в каких пределах $[U_{\min}, U_{\max}]$ можно изменять напряжение на нагрузке с помощью данной цепи питания, если ее сопротивление равно $R_x$.
B2
1.50
Измерьте зависимости максимального $U_{\max}$ и минимального $U_{\min}$ напряжения на нагрузке от ее сопротивления $R_x$.
B3
1.00
Постройте графики полученных зависимостей. На этом же бланке постройте графики теоретических зависимостей, рассчитанные по формулам, полученными вами в пункте B1.
Исследуйте цепь питания, схема которой показана на рисунке.
C1
0.20
Считая источник идеальным источником напряжения, рассчитайте, в каких пределах $[U_{\min};U_{\max}]$ можно изменять напряжение на нагрузке с помощью данной цепи питания, если ее сопротивление равно $R_x$.
C2
1.60
Измерьте зависимости максимального $U_{\max}$ и минимального $U_{\min}~$ напряжения на нагрузке от ее сопротивления $R_x$.
C3
0.70
Постройте графики полученных зависимостей. На этом же бланке постройте графики теоретических зависимостей, рассчитанные по формулам, полученными вами в п. C1.
