Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Муромский институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет
имени Александра Григорьевича и
Николая Григорьевича Столетовых»
Кафедра: «ФПМ»
Дисциплина: Физика
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.08
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТОДОМ МОСТИКА.
Утверждена на методическом
семинаре кафедры ФПМ
Зав.кафедрой _____________
Техника безопасности.
1. Сборку и разборку схемы производить только при отключенном источнике питания.
2. Не включать собранную см ем у пока не изучите инструкцию по работе и не получите на это разрешение преподавателя или лаборанта.
3. Схема должна находиться под напряжением только во врем я регулировки и снятия показаний с приборов. Категорически запрещается оставлять схему без присмотра.
4. Строго соблюдать порядок выполнения работы, описанный в инструкции.
5. Во избежание перегрева проводника, пробы на ток в гальванометре делают кратковременным нажатием на кнопку ключа .
6. После окончания работы отключить источник питания, затем разобрать схему и привести в порядок рабочее место.
Лабораторная работа № 5.08
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТОДОМ МОСТИКА.
Цель работы: измерить сопротивление методом мостика.
Приборы и принадлежности: реохорд, магазин сопротивлений, два резистора, сопротивление которых требуется определить: гальванометр, ключ, и источник питания., балластное сопротивление.
1. ВВЕДЕНИЕ
Сущность измерения электрического сопротивления методом мостика состоит в следующем: соединим сопротивления R1 , R2, R3 между собой так: как это показано на рис.1 и при этом пусть сопротивление например Rx является измеряемым. Электрический ток источника напряжения Е развет вляется между параллельными ветвями АСВ и АДВ между которыми включа ется ветвь СГД, содержащая гальванометр Г. Эту ветвь называют мостиком.
При замыкании ключа К в ветви СГД пойдет ток, направление кото рого зависит от того, какая из точек ( С или Д ) имеет более высокий потенциал. Но если потенциалы точек С и Д окажутся равными, то тогда ток в мостике не будет. В этом случае напряжение I1R1 на участке АД равно напряжению I2Rx на участке АС. Тогда
I1R1= I2Rx ( 1 )
В свою очередь, для участков ДВ и С В имеем:
I1R2= I2R.. (2)
Разделив (1) и (2) получим:
. (3)
Следовательно, зная R1, R2 и R можно определить неизвестное сопротивление Rx .
ОПИСАНИЕ АППАРАТУРЫ И ПЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ.
Для удобства измерения сопротивления R1 и R2 выбирают в виде участков одной проволоки АВ, разделенной подвижным контактом D на два отрезка BD и AD (рис 2.). При перемещении контакта D изменяются величины R1 и R2 . Проволока АВ натянута на миллиметровую линейку, с помощью которой можно определить положение ползунка.
Такое устройство называют реохордом с помощью реохорда можно легко подобрать условие, при котором тока в ветви не будет и при замыкании ключа стрелка гальванометра останется неподвижным.
Отношение сопротивлений R1 и R2 участков AD и DB можно заменить отношением длин этих участков l1 l2 т. е.
Действительно, если (4)
Где ρ- удельное сопротивление материала проволоки, а s- ее сечение, то взяв их отношение получим (4).
Тогда вместо (3) имеем: (5)
И расчетная формула будет: (6)
Т.к. сопротивление и длины l1, l2 известны, то можно найти сопротивление Rx в работе требуется определить сопротивление двух резисторов порознь, а затем их общее сопротивление при последовательном и параллельном соединениях.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1, Для производства измерений собирают схему, как показано на рис.1. На доске реохорда укреплен толстый металлический прут ( с тремя клеммами), служащий для удобства соединений, к трем клеммам присоединяют провода, Подключение проводов к зажимам следует делать достаточно прочно.
2. Поставим ползунок Д на деление 250, подбирают в магазине такое сопротивление при котором ток в гальванометре будет равен нулю. Но осу ществить подбор сопротивления трудно, при котором ток точно равен нулю, т.к., в магазине наименьшее измерение сопротивления возможно лишь на 1 Ом. Действительно, обычно получается, что при одном подобранном сопротивлении ток несколько больше ( меньше ) нуля, а при сопротивлении, отличающемся на минимально возможную величину ( на 10м или на 0.10м ) будет уже меньше или больше нуля, Тогда исчерпав возможности магазина сопротивлений, изчезновение тока в гальванометре добиваются перемещением ползунка. Пробы на ток в гальванометре делают кратковременными нажимами на кнопку ключа во избежании нагрева проводника.
3. Записывают величину сопротивления R длины l1 и l2 .
4. Повторяют наблюдения, как в пунктах 2 и 3, но при новых длинах плеч реохорда, как это показано в таблице.
5. Измерив сопротивление первого резистора, переходят к измерению сопротивления другого резистора ( Rx1 -сопротивление 1-го резистора, Rx2 сопротивление 2-го резистора ).,
6. Далее производят измерение сопротивлений двух последовательно соеди ненных резисторов R1 x . Наконец, сопротивление двух параллельно сое диненных резисторов R11 x
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
После выполнения вcех измерений вычисляют по формуле (6) результаты отдельных наблюдений для каждого изменения и находят среднее R x .
Вычисленные результаты заносят в таблицу. Далее по измеренным сопротивлениям отдельных резисторов вычисляют общее сопротивление резис торов при последовательном и параллельном соединении резисторов,
пользуясь формулой:
R1 x= Rx1 + Rx2 (7)
. (8)
Для проверки результатов измерений сравнивают величины сопротив лений резисторов при параллельном и последовательном их соединении, найденные из опыта и рассчитывают по формуле (7) и (8).
Оценка погрешностей результатов измерений производится для l1 =l2=250mm по формуле:
Погрешности Δ l1 и Δ l2 равны 1мм, а равна для магазина сопротивлений 0.2%.
Затем находят ΔR1 , ΔR2, ΔR посл , ΔRпар , и записывают четыре ответа
|
N катушки |
N измерения |
Результаты измерений |
R x , Ом |
Среднее R x , Ом |
||
|
R , Ом |
l1 мм |
l2 мм |
||||
|
1 |
1 |
250 |
250 |
|||
|
2 |
200 ! |
300 |
||||
|
3 |
300 ^ |
200 |
||||
|
2 |
1 |
250 < |
250 |
|||
|
2 |
200 < |
300 |
||||
|
3 |
300 |
200 |
||||
|
последоват. |
1 |
250 |
250 |
|||
|
2 |
200 ' |
300 |
||||
|
3 |
300 |
200 |
||||
|
параллел. |
1 |
250 |
250 |
|||
|
2 |
200 ' |
300 |
||||
|
3 |
300 |
200 |
СИМВ0ЛЫ И РАЗМЁРНОСТИ
|
ВЕЛИЧИНА |
СИМВОЛ |
НАИМЕНОВАНИЕ |
ОБОЗНАЧЕНИЕ |
|
сила электрического тока |
I |
Ампер |
A |
|
электрическое сопротивление |
R |
Ом |
Ом |
|
ллина |
l |
метр |
м |
|
площадь |
S |
квадр. метр |
м |
|
удельное сопротивление |
ρ |
Ом*метр |
Ом*н |
|
электр. напряж. |
U |
вольт |
В |
|
электр. потенциал ЭДС |
U |
вольт |
В |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
ЛИТЕРАТУРА..