§ 36. Вплив електричного струму на організм людини

Електричні струми та напруги в техніці й побуті

Особливості дії електричного струму на організм людини

Правила безпеки людини під час роботи з електричними приладами та пристроями

ЕЛЕКТРИЧНІ СТРУМИ ТА НАПРУГИ В ТЕХНІЦІ Й ПОБУТІ. Електрика є одним із найпоширеніших видів енергії, що використовується в техніці, на виробництві та побуті. Використовуються різноманітні джерела електричного струму, що створюють напруг>^г від кількох вольт (як, наприклад, гальванічні елементи) до сотень і тисяч кіловольт (промислові генератори) (рис. 36.1). Робоча напруга процесора сучасного комп’ютера становить близько 1,5 В. У електричній мережі будинків використовується струм від генераторів, що створюють напругу 220 В. Від електростанцій електричний струм передається по високовольтних лініях, розрахованих на 500 і більше кВ. Більшість побутових приладів працюють від мережі 220 В.

Різні побутові прилади споживають електричний струм різної величини. У сучасному побуті широко використовуються пристрої, які споживають порівняно невеликий струм (наприклад,

електричні лампи), а також потужні електричні прилади, такі як обігрівачі, водонагрівачі, пилососи, пральні машини (рис. 36.2.).

Величина струму в різних споживачах електричної енергії має важливе значення для їх правильної та безпечної експлуатації, використання відповідних електричних мереж та запобіжників.

ОСОБЛИВОСТІ ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ. Із § 23 ви знаєте, що електричний струм чинить фізіологічну дію, тобто впливає на живі організми. Оскільки на організм людини впливає саме електричний струм, потрібно дотримуватися правил безпеки навіть під час роботи з порівняно низькими напругами. Фізіологічна дія електричного струму залежить від тривалості впливу на організм людини.

Найчастіша причина ураження людини електричним струмом — торкання до неізольованих струмопровідних провідників; до провідників із пошкодженою ізоляцією, а також до металевих елементів конструкції машин, механізмів і апаратів, які випадково опинилися під напругою.

Дія електричного струму на людину має чотири основні особливості:

1)    відсутність зовнішніх ознак загрозливої небезпеки враження електричним струмом (людина не може побачити, почути, відчути чи якось інакше завчасно виявити можливість ураження);

2)    складність електротравм і, як наслідок, втрата працездатності та можливий смертельний випадок;

3)    струми силою 10—25 мА промислової частоти (50 Гц) можуть спричиняти інтенсивні судоми м'язів, унаслідок чого відбувається так зване приковування до струмопровідних частин, коли людина в цьому випадку не може самостійно звільнитися від дії електричного струму;

4)    можливість подальшого механічного травмування, наприклад, коли людина працювала на висоті, була уражена електрострумом, знепритомніла і впала.

Дія електричного струму на живу тканину має своєрідний та різнобічний характер. Проходячи через тіло людини, електричний струм виявляє термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.

Термічна дія струму виявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріву до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, які перебувають на шляху струму, що викликає в них суттєві розлади.

Електролітична дія струму виявляється в розкладанні органічної рідини, у тому числі крові, що супроводжується значними змінами її складу, а також тканини в цілому.

Механічна дія струму виявляється в розшаруванні, розриві та інших подібних пошкодженнях різних тканин організму, в тому числі м’язової тканини, стінок кровоносних судин та судин легеневої тканини тощо, внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари від перегрітої струмом тканинної рідини та крові.

Біологічна дія струму є специфічним процесом, що виявляється в подразненні та збудженні живих тканин організму, а також у порушенні внутрішніх біоелектричних процесів, пов’язаних із життєвими функціями організму.

Змінний струм промислової частоти людина починає відчувати при 0,6—15 мА. Струм 12—15 мА викликає сильні болі в пальцях і кистях. Людина витримує такий стан 5—10 с і може самостійно відірвати руки від електродів. Струм 20—25 мА спричиняє дуже сильний біль, руки паралізуються, дихання утрудняється; людина не може самостійно звільнитися від електродів. При струмі 50—80 мА настає параліч дихання, а при 90—100 мА — параліч серця і смерть.

Найнебезпечніший — змінний струм частотою 50—60 Гц. Зі збільшенням частоти струми починають поширюватися по поверхні шкіри, викликаючи сильні опіки, але не призводячи до електричного удару.

Менш чутливе людське тіло до постійного струму. Величина струму, що проходить через тіло людини, залежить від опору тіла та прикладеної напруги. Тому для встановлення межі безпечних умов орієнтуються не на величину струму, а на допустимо безпечну напругу. Залежно від навколишніх умов її приймають на рівні 12...42 В.

При Cj^rXm непошкодженій шкірі опір людського тіла електричному CTpj^rMy дорівнює 40 000—100 000 Ом. Пам’ятайте, що опір людського тіла зменшується зі збільшенням часу дії струму. To-Mj^r дуже важливо швидко усунути контакт потерпілого зі стру-мопровідними частинами.

Результат ураження багато в чому залежить також від шляху струму в тілі людини. Найнебезпечніші шляхи руки — ноги і рука — рука у коли найбільша частина струму проходить через серце.

Потрібно обов’язково пам’ятати, що людський організм уражає не напруга, а величина струму. Величина струму, який протікає через тіло людини, є головним чинником, що визначає наслідок ураження: чим більший за величиною струм, тим небезпечніша його дія. Прийнято вважати смертельно небезпечним для людини струм промислової частоти 50 Гц і величиною 0,05 А (50 мА).

При дії електричного струму більше 1 с безпечним вважається змінний електричний струм не більше 6 мА напругою 36 В, постійний електричний струм не більше 15 nlA напругою 40 В. Змінний електричний струм 0,6—1,5 мА вже є пороговим для людини, починаються відчуття слабкого свербіння та пощипування (рис. 36.3).

Зважаючи на те, що електричний струм небезпечний для людини, потрібно суворо дотримуватися правил безпеки під час роботи у фізичній лабораторії та використання побутових електроприладів.

У всіх випадках ураження електричним струмом, незалежно від стану потерпілого, виклик лікаря обов'язковий!

ПРАВИЛА БЕЗПЕКИ ЛЮДИНИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ЕЛЕКТРИЧНИМИ ПРИЛАДАМИ ТА ПРИСТРОЯМИ. Кожного дня ви користуєтеся електричними приладами, які вмикаються в мережу. Ви вже знаєте, що дія електричного струму на людину може призводити до електричних травм і пошкоджень, таких як скорочення м’язів, що супроводжується сильним болем, втратою свідомості, порушенням роботи серця чи дихання (або обох цих порушень разом). Іноді трапляються нещасні випадки

від дії електричного струму, які спричиняють смерть людини. Електротравми умовно можна поділити на два види: місцеві, коли виникає локальне пошкодження організму, й загальні, так звані електричні удари, коли уражається весь організм, що може спричинити смерть людини.

Щоб уникнути багатьох неприємностей, достатньо завжди пам’ятати правила поводження з електричними приладами та дотримуватись їх:

Електронагрівальні прилади, такі як електрочайник, електросамовар, електропраска, електрокамін та ін., потрібно вмикати в електромережу справними.

Якщо ви дивитеся телевізор, а екран погас або почав мерехтіти, у жодному разі не можна по ньому стукати. Він може загорітися або навіть вибухнути. Телевізор потрібно негайно вимкнути.

Не можна торкатися увімкнутих електроприладів сторонніми предметами.

Переважна більшість побутових електроприладів є переносними, тому може виникати пошкодження ізоляції з’єднувальних провідників (рис. 36.4, а). Також електричний дріт може обірватися чи оголитися. У таких випадках у жодному разі не торкайся оголених місць, бо це може призвести до травми.

Не залишайте без нагляду увімкнені в електромережу прилади.

Забороняється тягнути за електричний дріт руками, тому що він може обірватися й уразити електричним струмом (рис. 37.4, б).

Не можна заповнювати водою увімкнені в електромережу чайники, кавоварки.

Не торкайтеся мокрими руками та не витирайте вологою ганчіркою електричні кабелі, штепсельні розетки, вимикачі, інші електроприлади, увімкнені в електромережу.

Не можна підвішувати речі на кабелі.

Не можна бавитися зі штепсельними розетками — це загрожує життю.

Коли йдете з дому — всі електроприлади мають бути вимкнені.

Використання електричних приладів не за призначенням або невміле користування ними може призвести до пожежі!

Якщо вже так сталося, що електричне обладнання загорілося, то передусім потрібно:

вимкнути автоматичний запобіжник (обов’язково поцікавтеся, де знаходяться автоматичні запобіжники та навчіться ними користуватися!). Якщо знеструмити електромережу неможливо, то слід пам’ятати: не можна застосовувати для гасіння воду та пінні вогнегасники, можна лише порошкові. Терміново телефонуйте за номером 101 і викликайте пожежників на допомогу.

Якщо електроприлад зайнявся, слід діяти за такою схемою:

обмотайте руку сухою ганчіркою, висмикніть вилку з розетки;

накрийте палаючий предмет ковдрою;

повідомте дорослих про пожежу.

Під час прогулянки ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ:

підходити до оголених дротів і чіпати їх руками;

розводити багаття, запускати повітряних зміїв під лініями електропередачі;

гратись поблизу підстанцій.

Якщо не забувати ці прості правила, то можна уникнути багатьох неприємностей.

Пам'ятайте, несправності в електромережі й електричних приладах може усунути лише спеціаліст-електрик!

Головне в цьому параграфі_

Найчастіша причина ураження людини електричним струмом — торкання до неізольованих струмопровідних провідників, до провідників із пошкодженою ізоляцією, а також до металевих елементів конструкції машин, механізмів і апаратів, які випадково виявилися під напругою.

Величина струму, який протікає через тіло людини, є головним чинником, що визначає наслідок ураження: чим більший за величиною струм, тим небезпечніша його дія.

Щоб уникнути багатьох неприємностей, вам достатньо завжди пам'ятати та дотримуватись правил поводження з електричними приладами.

У разі займання електричного обладнання насамперед потрібно його знеструмити та викликати пожежників.

Не можна підходити до оголених дротів і торкатися їх руками.

Запитання для самоперевірки_

1.    Які особливості дії електричного струму на людину?

2.    Які особливості дії струму на живу тканину?

3.    Від чого залежить дія струму на організм людини?

4.    Чому важливо швидко усунути контакт потерпшого зі стру-мопровідними частинами?

5.    Які найнебезпечніші шляхи струму через організм людини?

6.    Які основні правила поводження з електричними приладами?

7.    Що потрібно робити під час займання електроприладів?

_ Вправа до § 36

1п. Чому вкрай небезпечно торкатися до оголених дротів електромережі, коли взуття і ґрунт під ногами мокрі?

2п. Якщо торкатися рукою до контактів батарейки кишенькового ліхтаря, то людина нічого не відчуває, але замкнувши контакти язиком відчувається пощипування. Поясніть, чому.

Зп. Відомо що деревина — це ізолятор. За яких умов деревина стає провідником електрики?

4п. Відомо, що людина — провідник електричного струму. За яких умов тіло людини має більший електричний опір?

ВИКОНУЄМО НАВЧАЛЬНИЙ ПРОЕКТ РАЗОМ.

За темою «Електричний струм» вам пропонується підготувати навчальний проект, який висвітлюватиме одне з питань: сучасні джерела електричного струму; використання матеріалів високої провідності та великого опору; освітлювальні лампи та екологічні, медичні, економічні аспекти їх використання; застосування електролізу для отримання алюмінію, вплив електричного струму на організм людини.

Головне в розділі 2

Електричний заряд — це фізична величина, яка характеризує властивості фізичних тіл або частинок речовини вступати в електромагнітну взаємодію.

Одиницею електричного заряду в CI є кулон (Кл), тобто [q] = Кл.

Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються.

Процес набуття тілом електричного заряду називають електризацією.

Якщо атом втрачає частину електронів, то при цьому він перетворюється на позитивно заряджену частинку — позитивний іон. Якщо ж атом набуває надлишкових електронів, то перетворюється на негативний іон.

Повний (сумарний) електричний заряд тіл, що утворюють замкнену систему, залишається сталим:

Значення електричного заряду електрона становить є = - 1,610-¹⁹ Кл.

Закон Кулона: сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів прямо пропорційна чисельному значенню добутку цих зарядів, обернено пропорційна квадрату відстані між ними та напрямлена вздовж прямої лінії, що з’єднує ці заряди:

де Ig₁I, |qr₂| — модулі зарядів, г — відстань між точковими зарядами, к — коефіцієнт пропорційності, значення якого залежить від обраної системи одиниць. У CI коефіцієнт пропорційності в законі Кулона:

Електричне поле — це особлива форма матерії, що існує навколо заряджених тіл або частинок і діє з деякою силою на інші частинки або тіла, що мають електричний заряд.

Провідниками називають речовини, які мають заряджені частинки, що здатні рухатися по всьому об'єму тіла.

Діелектриками, або ізоляторами, називають речовини, які за певних умов не мають вільних носіїв електричного заряду.

Напівпровідниками називають речовини, що за провідністю займають проміжне місце між провідниками і діелектриками. Носіями електричного заряду в напівпровідниках є електрони і дірки.

Електричним струмом називають впорядкований (напрямлений) рух заряджених частинок.

Умови існування електричного струму: наявність вільних носіїв електричного заряду й електричного поля.

За напрям електричного струму приймають напрям руху позитивно заряджених частинок, тобто напрям від позитивно зарядженого полюса джерела струму до негативно зарядженого.

Джерела електричного струму — це пристрої, в яких відбувається перетворення різних видів енергії (механічної, хімічної, теплової, енергії електромагнітного випромінювання) в електричну.

Основними діями електричного струму є теплова, хімічна, магнітна, світлова та фізіологічна.

Електричне коло складають джерело струму, споживачі електричної енергії, пристрої для вмикання та вимикання електричного струму, електровимірювальні пристрої, з’єднані між собою за допомогою провідниками.

Силою струму І називається фізична величина, що характеризує електричний струм у колі й дорівнює відношенню електричного заряду </, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження:

За одиницю сили струму приймають 1 А.

Електричний опір — це фізична величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти проходженню електричного струму. За одиницю опору приймають 1 Ом.

Закон Ома для ділянки кола: сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки та обернено пропорційна її опору:

Електричний опір прямо пропорційний довжині провідника, обернено пропорційний площі його поперечного перерізу й залежить від речовини провідника:

При послідовному з’єднанні елементів виконуються такі залежності:

Робота електричного струму на ділянці кола дорівнює добутку сили струму, напруги на цій ділянці та часу впродовж якого виконувалася ця робота:

Потужність струму можна також обчислити за однією з формул:

У CI одиницею потужності є ват (Вт).

На практиці для вимірювання роботи струму широко використовується позасистемна одиниця — кіловат-година (кВт · год): 1 кВт · год = 3,6 · IO⁶ Дж.

Кількість теплоти, яка виділяється провідником з електричним струмом дорівнює добутку квадрата сили струму, опору провідника і часу проходження струму (закон Джоуля—Ленца):

Речовини, розчини й розплави яких проводять електричний струм, називають електролітами.

Закон Фарадея: маса речовини, яка виділилась на електроді під час електролізу, прямо пропорційна силі струму та часу, проходження струму через електроліт:

Електрохімічний еквівалент к чисельно дорівнює масі речовини в кілограмах, яка виділяється під час проходження 1 Кл електрики.

Процес проходження електричного струму через газ називають газовим розрядом. Носіями електричного заряду в газах є йони і електрони.

Лабораторні роботи

Як оцінити точність вимірювання та обчислити похибку

Вимірювання фізичних величин завжди виконуються з певною точністю, тобто наближено або з похибкою. Похибка вимірювань характеризує ступінь наближення показів приладу до істинних значень вимірюваної величини. Є різні способи оцінювання похибок вимірювань. Оцінюючи результати вимірювання, ми будемо користуватися поняттями абсолютної та відносної похибки.

У процесі оцінювання та запису результатів вимірювання пропонуємо дотримуватися таких правил:

1. При прямих вимірюваннях фізичної величини приладом визначаємо абсолютну похибку. Складовою похибки вимірювання є абсолютна інструментальна похибка, зумовлена властивостями засобу вимірювання. Значення абсолютної інструментальної похибки деяких засобів вимірювань наведено в табл. 1. Максимально можлива абсолютна похибка дорівнює ціні найменшої поділки шкали приладу, за умови, що значення фізичної величини не збігається з позначкою шкали або коливається; дорівнює половині ціни поділки, якщо покажчик збігається з позначкою шкали.

Таблиця 1

Абсолютні інструментальні похибки засобів вимірювань

№	Засоби вимірювання	Межа вимірювання	Ціна поділки	Абсолютна інструментальна похибка
1	Лінійка учнівська	До 50 см	1 мм	± 1 мм
2	Мензурка	До 250 мл	1 мл	± 1 мл
3	Терези навчальні	200 г	—	± 1 г
4	Термометр	100 °С	—	Половина ціни поділки

2. При розрахунках фізичних величин користуються правилами наближених обчислень, зокрема округлення: якщо перша відкинута цифра дорівнює 5 або більша за 5, то останню із залишених цифр збільшують на одиницю; якщо перша відкинута цифра менша ніж 5, то останню із залишених цифр залишають без змін, наприклад

24,5 * 25; 24,4 * 24; 1455 * 1500; 144 * 140.

3. Для оцінки точності будь-яких вимірювань користуються поняттям відносної похибки в, яка дорівнює відношенню абсолютної похибки до наближеного значення вимірюваної величини:

 

де AA — абсолютна похибка вимірюваної величини;

A_x, — середнє числове значення вимірюваної величини; e — відносна похибка (табл. 2).

4.    Кінцевий результат вимірювання має бути записано у вигляді:

A = А_с± ΔΑ;

5.    При визначенні фізичних величин точність вимірювань і обчислень можна забезпечувати, порівнюючи виміряні й обчислені значення з табличними даними. Наприклад, табличне значення густини сталі (твердого тіла) р_г = 7,8 г/см³, а одержане експериментальне значення густини р_с = 7,6 г/см³. Тоді абсолютна похибка вимірювань може бути визначена як Δρ = р_г — р_с ; Δρ = |7,8 — 7,6| = 0,2 г/см³. Оскільки кінцевий результат маємо записувати у вигляді р = р_с ± Δρ, то р = 7,6 ± 0,2 г/см³

 

Лабораторна робота № 1

Вивчення теплового балансу під час змішування води різної температури

Мета роботи: розвивати експериментальні уміння досліджувати теплові процеси, визначати кількість теплоти, відданої гарячою водою й отриманої холодною під час теплообміну.

Прилади та обладнання: терези калориметр, мензурка, термометр. склянка.

Хід роботи

1.    За допомогою терезів визначте масу внутрішньої посудини калориметра. Вставте його в зовнішню посудину.

2.    Налийте в калориметр гарячу воду масою 100 г, а в склянку — стільки ж холодної. Зачекайте 1—2 хв і виміряйте температуру холодної та гарячої води.

3.    Обережно влийте холодну воду в посудину з гарячою водою і виміряйте температуру суміші. Запишіть покази термометра в таблицю.

4.    Вважаючи систему тепло ізольованою, запишіть рівняння теплового балансу:

Qi = Q? + Q.3» (і)

де Q₁ — кількість теплоти, отримана холодною водою під час її нагрівання до температури теплової рівноваги;

Q₂ — кількість теплоти, яку віддала гаряча вода, що була в калориметрі, під час охолодження до температури теплової рівноваги;

Q₃ — кількість теплоти, яку віддав стакан калориметра під час охолодження його до температури теплової рівноваги;

5.    Розрахуйте кількість теплоти, отриману холодною водою при її нагріванні до температури теплової рівноваги: Q₁ = cm₂(t-t₂) ,

а також кількість теплоти, віддану гарячою водою і калориметром під час їх охолодження до температури теплової рівноваги (температури суміші):

Q₂ = Cm_l (¾-#);

Q₂=^cO^ma(^j).

6.    Підставте вирази Q₁, Q₂, Q₃ у формулу (1) та перевірте виконання рівняння теплового балансу. Результати обчислень запишіть до таблиці.

7.    Розрахуйте інструментальну похибку вимірювань:

9.    Запишіть результати вимірювань:

Qeld ⁼ (Ql ⁺ ¢2) - (AQl ⁺ AQ₂)У Qomp ⁼ Qs -

10.    Порівняйте кількість теплоти, відданої гарячою водою і калориметром, з кількістю теплоти, отриманою холодною водою, та зробіть висновки.

Лабораторна робота № 2

Визначення питомої теплоємності речовини

Мета роботи: розвивати експериментальні уміння досліджувати теплові процеси, визначати питому теплоємність речовини калориметричним способом.

Прилади та обладнання: склянка з водою, калориметр, термометр, терези, різно ваги, металевий циліндр на нитці, посудина з гарячою водою.

Хід роботи

1.    За допомогою терезів визначте масу внутрішньої посудини калориметра. Вставте її в зовнішню посудину.

2.    Налийте в калориметр воду масою 100—150 г кімнатної температури. Виміряйте температуру води.

3.    За допомогою терезів визначте масу металевого циліндра.

4.    Занурте циліндр у ємність із гарячою водою дротяним гачком, потім занурте в гарячу воду термометр і дочекайтеся моменту встановлення теплової рівноваги (стовпчик термометра майже припинить рух). Виміряйте температуру води. У момент теплової рівноваги вона дорівнюватиме температурі циліндра.

5.    Обережно вийміть нагрітий циліндр дротяним гачком і не зволікаючи занурте його у воду в калориметрі.

6.    Дочекайтеся моменту настання теплової рівноваги. Виміряйте температуру води в калориметр після занурення в неї циліндра.

Результати вимірювань запишіть до таблиці:

7. Вважаючи систему теплоізольованою, запишемо рівняння теплового балансу:

Qi⁺ Q₃ ⁼ Q₃,

де Q₁ — кількість теплоти, яку отримав калориметр під час нагрівання;

Q₂ — кількість теплоти, яку отримала вода в калориметрі під час нагрівання;

Q₃ — кількість теплоти, віддана металевим циліндром під час охолодження.

Запишемо вирази для обчислення кількості теплоти Q₁, Q₂ та

Q₃:

Qi =^cI^mIi^t-^tI).

Q-2=^Ca^m.(t-ti),

Q₃ =C₂Jn₂ (t₂-t).

Підставимо їх у рівняння теплового балансу. В результаті одержимо рівняння з однією невідомою с₂:

C₁Tll_l (t -    ) + с_ат_а (t - ty ) ■+ = C₂TTl₂ (t₂-t).

Розв’язавши його відносно невідомої с₂, одержимо:

 

 

Лабораторна робота № З

Вимірювання опору провідника за допомогою амперметра і вольтметра

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати електричні кола, експериментально перевірити закон Ома для ділянки кола.

Прилади і матеріали: джерело струму, резистор із нікеліновою спіраллю, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, з'єднувальні провідники.

Хід роботи

1.    Визначте ціну поділки шкал амперметра, вольтметра та абсолютну похибку амперметра AI і вольтметра AU.

 

2.    Зберіть коло, з’єднавши послідовно батарею елементів, амперметр, резистор, реостат (повзунок розташуйте біля верхньої клеми), ключ. До кінців досліджуваного провідника (резистора) приєднайте вольтметр. Накресліть схему зібраного вами кола.

3.    Виміряйте амперметром силу струму в колі. За допомогою вольтметра виміряйте напругу⁷ на провіднику й занесіть результати вимірювань до таблиці:

Розташування повзунка реостата	Сила струму, А	Напруга, В	Опір, Ом
Біля верхньої клеми	AjL·.	Ua=	Ra =
Посередині	Iu =	Ua =	Ra =
Біля нижньої клеми	_	IL =_	_

4.    За допомогою реостата змініть опір кола, кожного разу вимірюйте силу струму в колі й напругу на досліджуваному провіднику, занесіть результати вимірювань до таблиці.

5.    Використовуючи закон Ома, обчисліть опір провідника за даними кожного окремого вимірювання.

6.    Розрахуйте відносну похибку вимірювань опору провідника, коли повзунок реостата перебував посередині.

8.    За даними таблиці вимірювань накресліть графік залежності сили струму від напруги. З’єднайте останню точку перетину сили струму — напруги (значення для нижньої клеми) з початком графіка 0.

9.    Після побудови графіку візьміть точку на прямій (у середній частині графіка) визначте середні значення сили струму і напруги, що відповідають цій точці, обчисліть середнє значення опору

10.    Розрахуйте абсолютну похибку середнього значення опору провідника AR_e =ER_e; запишіть середнє значення опору з урахуванням похибок

R = R_c ± AR_c;    (2).

11.    Порівняйте значення опору з рівнянь: (1) та (2); зробіть висновки щодо залежності опору провідника від сили струму і напруги на його кінцях.

Лабораторна робота № 4

Дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати електричні кола, експериментальна перевірка закономірностей послідовного з'єднання провідників.

Прилади і матеріали: джерело струму, два резистори, амперметр, вольтметр, ключ, з'єднувальні провідники. Для регулювання струму в колі можна використовувати реостат.

Хід роботи

1. Складіть коло з джерела струму, реостата, двох провідників, амперметра, ключа, з’єднавши все послідовно (рисунок).

2.    Накресліть схему складеного вами кола і покажіть на ній, куди підключається вольтметр при вимірюванні напруги на кожній спіралі й на двох спіралях разом.

3.    За допомогою амперметра виміряйте силу струму в колі.

4.    Увімкн^піи в коло вольтметр, виміряйте напругу па всій ділянці кола, що складається з двох провідників.

5.    Виміряйте напругу на окремих провідниках.

6.    За результатами вимірювань обчисліть опір усієї ділянки й провідників.

(Ціна найменшої поділки шкали амперметра й вольтметра є абсолютною похибкою вимірювання сили CTpj^rMy AI та Hanpj^rra AU.)

11. Зробіть висновок про справедливість закономірностей послідовного з’єднання провідників.

Лабораторна робота № 5

Дослідження електричного кола з паралельним з’єднанням провідників

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати електричні кола, експериментальна перевірка закономірностей паралельного та послідовного з’єднання провідників.

Прилади і матеріали: джерело струму, два резистори, амперметр, вольтметр, ключ, з'єднувальні провідники. Для регулювання струму в колі можна використовувати реостат.

Хід роботи

 

1.    Складіть електричне коло з джерела струму, реостата, двох провідників, з'єднавши їх паралельно, амперметра і ключа (рисунок).

2.    Накресліть схему складеного вами кола і покажіть на ній, куди підключається амперметр при вимірюванні сили струму на кожному резисторі й на двох резисторах разом.

3.    Виміряйте напругу на кінцях провідників, з'єднаних паралельно.

4.    Вмикаючи амперметр по черзі в основне коло й в окремі його ділянки, виміряйте силу струму в основному колі І і на ділянках I₁ і I₂:

Результати вимірювань запишіть в таблицю.

6.    Порівняйте суму сил струмів у окремих провідниках I₁ + I₂ із силою струму в основному колі І.

7.    Перевірте, чи підтверджується дослідом формула:

(Ціна поділки шкали амперметра та вольтметра є абсолютною похибкою вимірювання сили струму AI та напруги AU.)

9. Зробіть висновок щодо закономірностей паралельного з'єднання провідників.

Відповіді до вправ

Відповіді до вправ з розділу “Теплові явища”.

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Головко