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
Лабораторна робота № 3
Тема: Визначення опору провідника за допомогою моста сталого
cтруму (моста Уітстона).
Мета: ознайомитись з класичним методом вимірювання опору за допомогою
мостової схеми. Прилади і пристрої: стрілковий гальванометр з нульовою
точкою, магазин опорів до 1кОм, кнопка-вимикач, джерело струму.
Теоретичні відомості.
Для вимірювання невідомих опорів користуються найпоширенішим методом моста сталого струму, який ґрунтується на законах розгалужених електричних кіл. Розрахунок таких кіл спрощується, якщо скористатись двома правилами Кірхгофа. Перше стосується вузлів електричного кола. Вузлом називається точка А, в якій сходяться більше ніж два провідники (рис. 1). Вважається, що струм, який тече до вузла, має один знак, а той, що витікає з вузла, – протилежний йому. Згідна з першим правилом Кірхгофа, алгебраїчна сума струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю:
(1)
Такі рівняння можна записати для кожного з N вузлів електричного кола. Незалежними буде (N - 1) рівнянь, де N – те рівняння, що випливає з них.
Виділимо у розгалуженому колі (рис. 2) довільний замкнений контур ABCD, задамо напрям цього обходу і застосуємо до кожної з нерозгалужених ділянок закон Ома:
(2)
де I1, I2, I3, I4 – сила струму; R1, R2, R3, R4 – опори ділянок кола; 1, 2, 3, 4 – потенціали; 1, 2, 3, 4 – електрорушійні сили джерел струму.
У результаті додавання рівнянь системи (2) отримуємо друге правило Кірхгофа:
. (3)
Принципову схему методу моста Уітстона зображено на рис. 3. Міст складається з невідомого опору Rх , який треба виміряти, і трьох відомих опорів R1, R2, R3, що утворюють замкнений чотирикутник. Опори R1, R2, R3, Rх утворюють плечі моста, а джерело струму і гальванометр введені в його діагональ.
Застосовуючи до контурів ACD і CBD друге правило Кірхгофа, отримуємо (обходячи коло за годинниковою стрілкою) :
. (4)
Тепер, застосовуючи до вузлів С і D перше правило Кірхгофа, отримуємо:
. (5)
Якщо при замкнених ключах К1 і К2 стрілка гальванометра залишається на нульовій позиції, тобто струм через гальванометр не протікає (Іr=0), то з рівнянь систем (4) і (5) дістанемо:
; (6)
. (7)
Підставимо рівняння системи (7) у систему (6). Одержимо:
;
і звідси, поділивши перше рівняння на друге, отримаємо співвідношення для опорів плечей моста:
. (8)
У цьому випадку говорять, що міст врівноважений (збалансований). Описана схема дозволяє виміряти невідомий опір Rx , знаючи опори R1, R2, R3 . Ділянка CD називається мостом; тому метод називається мостовим. Опір R1 називається плечем порівняння, а опори R2, R3 – плечами співвідношення. Для балансування моста немає потреби в тонкому регулюванні усіх трьох опорів. У мостових схемах, усі плечі яких виконані у вигляді магазинів опорів, тонке регулювання здійснюється в плечі порівняння, а плечі співвідношення виконуються з декадних котушок, які задаються співвідношенням . Зауважимо, що таким методом не можна виміряти малі опори, тому що при цьому через схему протікатиме великий струм, і з’являються великі похибки.
Порядок виконання роботи.
.
Контрольні запитання.
Акрушів
Літ.
Затверд.
Н. Контр.
Перевір.
Розроб.
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
Арк.
Датааа
Підпис
№ докум.
Арк.ююю.юю
Арк.
Датааа
Підпис
№ докум.
Арк.ююю.юю
Змін.
Арк.
Датааа
Підпис
№ докум.
Арк.ююю.юю
Змін.
Арк.
Датааа
Підпис
№ докум.
Арк.ююю.юю
Змін.
Змін.
Рис. 3
Рис. 2
Рис. 1