Определение сопротивления проводников мостиком Уитстона - файл n1.doc

приобрести
Определение сопротивления проводников мостиком Уитстона
скачать (135.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc136kb.16.09.2012 15:53скачать

n1.doc

Лабораторная работа № 1.

Тема: Определение сопротивления проводников мостиком Уитстона.

Цель работы: Ознакомление с классическим методом измерения сопротивления при помощи мостиковой схемы.
Приборы.

  1. Источник тока.

  2. Реохорд.

  3. Магазин сопротивлений.

  4. Два неизвестных сопротивления.

  5. Нуль – гальванометр.

  6. Проводники.

Краткая теория.

Сопротивление, которое оказывает однородный проводник проходящий по нему постоянному току, пропорционально удельному сопротивлению вещества проводника р, его длине ℓ и обратно пропорционально площади поперечного сечения.

(1)

Разветвленная цепь характеризуется силами токов, идущих по ее участкам, сопротивлениями и э.д.с. источников, включенных в эти участки. Все эти величины связаны между собой, и по одним из них могут быть найдены другие. Для расчета разветвленных электрических цепей применяются правила Кирхгофа.

Первое правило Кирхгофа относятся к узлам, т.е. к точкам, в которых сходятся не меньше трёх проводников. Оно читается так: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, рама нулю; или: сила токов, подходящих к узлу, равна суше токов, отходящих от узла.

(2)

Второе правило Кирхгофа применяется к замкнутым контурам и его можно сформулировать следующим образом: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной цепи проводников, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме э.д.с, встречающихся в этом контуре

(3)
Описание мостика Уитстона.

Четыре последовательно соединенных сопротивления, образует "четырехугольник" АВСДА. В одну из диагональных ветвей -ВД- включается чувствительный гальванометр Г, в .другую – источник э.д.с.

Измеряемое сопротивление Rx образует ветвь АВ, в ветвь ВС включается магазин сопротивлений R. Ветви АД а ДС (сопротивления R1 и R2) образуются реохордом. По реохорду перемещается скользящий контакт Д, который позволяет изменять соотношения между сопротивлениями R1 и R2. Ток, протекающий через гальванометр, зависит от сопротивлений Rx, R, R1 и R2.

При произвольном положении контакта Д через гальванометр будет идти ток, но, перемещая, контакт Д, можно найти такое его положение на реохорде, при котором этот ток станет равным нулю. В этом случае говорят о "балансе" моста. При "балансе" разность потенциалов между точками В и Д равна нулю. Применяя при "балансе" места и контурам АВДА. и ВСДВ второе правило Кирхгофа, можно записать для контура АВДА

, или (4)

для контура ВСДВ

, или (5)

Поделив (4) на (5), получим:

(6)

Так как проволока реохорда АС имеет одинаковую толщину, отношение R1/R2 можно заменить отношением длин ℓ1/ℓ2. Действительно, подставляя в (6) сопротивления и будем иметь

или (7)

Все величины, входящие в формулу (7), определяются из опыта, после чего подсчитываются неизвестное сопротивление проводника.



Сопротивление № 1

№ изм.

R, Ом

1, см

2, см

Rx, Ом

? Rx





1

10

26

24

10,83

0,29

0,031




2

12

24,5

25,5

11,53

0,66

0,031




3

14

22

28

11

0,12

0,031




Среднее













11,12

0,35

0,031

(11,12±0,35)

Сопротивление № 2

1

18

15,5

34,5

8,09

0,31

0,025




2

20

15

35

8,57

0,17

0,025




3

22

14

36

8,55

0,15

0,025




Среднее













8,4

0,21

0,025

(8,4±0,21)

Сопротивление № 1 и № 2 последовательно

1

30

20

30

20

0,39

0,01




2

35

18,5

31,5

20,55

0,16

0,01




3

40

17

33

20,6

0,21

0,01




Среднее













20,39

0,22

0,01

(20,39±0,22)

Сопротивление № 1 и № 2 паралельно

1

8

19,5

30,5

5,15

0

0,45




2

10

16,5

33,5

4,92

0,23

0,45




3

12

15,5

34,5

5,39

0,24

0,45




Среднее













5,15

0,235

0,45

(5,15±0,235)

Среднее для всех сопротивлений

11,27

0,25

0,022

(11,27±0,25)


Обработка результатов.









0,2?0,194

  1. - абсолютная погрешность

  2. Вычислим относительную погрешность:








(Ом)

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации