Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение сопротивления проволок из константана
различной толщины с помощью моста Уитстона. Лабораторная работа №4.16 Цель работы: определение сопротивлений проволок из константана различной толщины с помощью моста Уитстона; расчет удельного сопротивления константана.
Оборудование: источник питания постоянного тока, реохорд, набор эталонных резисторов сопротивлением 1, 2 и 5 Ом, плата с гнездами для установления элементов схем, микроамперметр, переключатель, соединительные провода. Описание метода измерения
Для измерения сопротивлений в лабораторной практике часто применяют так называемый мостик Уитстона, схема которого дана на рис. 1.
Рис.1 Здесь R 1, R 2, R 3, R 4 - сопротивления, составляющие замкнутый контур, в одну из диагоналей которого подключен гальванометр G, а в другую - источник тока E. При произвольных сопротивлениях R 1, R 2, R 3, R 4 в диагонали ВD (мостик), содержащей гальванометр G, будет идти ток, вызывающий отклонение стрелки гальванометра. Подбирая соответствующим образом сопротивления, можно добиться отсутствия тока в гальванометре. В этом случае потенциалы в точках В и D равны: φ b = φ d. Тогда весь ток, проходящий через сопротивление R 3, пройдет через сопротивление R 4, и весь ток, проходящий через сопротивление R 1, пройдет и через сопротивление R 2, то есть I 4 = I 3 и I 2 = I 1. По закону Ома для отдельных участков цепи имеем: φ a - φ b = I3R3; φa - φd = I1R1; φb – φc = I4R4; φd - φc = I2R2. Так как φ b = φ d, то I3R3=I1R1 и I4R4=I2R2. Разделим одно равенство на другое: I 3 R 3 / I 4 R 4 = I 1 R 1 / I 2 R 2. Учитывая, что I 3 = I 4 и I 1 = I 2, из последнего равенства находим R 1 / R 2 = R 3 / R 4. (1) Таким образом, ток, проходящий через гальванометр G, включенный по диагонали ВD в мостик Уитстона, равен нулю, когда сопротивления ветвей пропорциональны друг другу. Из соотношения (1) следует, что неизвестное сопротивление, например Rx = R 3, можно определить при помощи трех известных (R 1, R 2, R 4 ), подобранных таким образом, чтобы ток через гальванометр не проходил. Для удобства измерений в качестве сопротивлений R 1 и R 2 используется реохорд – металлическая проволока постоянного сечения по всей длине, по которой перемещается контакт D. В этом случае для сопротивлений R 1 и R 2 можно записать:
R 1 = ρl 1 / s и R 2 = ρl 2 / s. Подставив эти значения в формулу (1), получим: R 3 / R 4 = l 1 / l 2. (2)
Описание экспериментальной установки
Рис. 2.
Схема экспериментальной установки приведена на рис. 2. От источника постоянного тока ε через ключ К идут провода к точкам А и В. Эти точки соединяются однородной тонкой проволокой, натянутой на линейку с делениями (реохорд). Параллельно к реохорду к точкам А и В присоединяются неизвестное сопротивление R X (резистор) и известное сопротивление . От точки С идет проводник через гальванометр G к подвижному контакту D, который можно перемещать вдоль реохорда. Движок D делит тонкую проволоку на две части. Одна часть длиной l 1 соответствует сопротивлению R 1, другая длиной l 2 соответствует сопротивлению R 2 в схеме моста (рис.1). Перемещая движок D по проволоке, т.е. меняя длины l 1 и l 2, можно изменять сопротивления R 1 и R 2. Из условия баланса моста Уитстона (2) величина неизвестного сопротивления определяется по формуле . (3) Таким образом, для измерения R X необходимо подобрать такие значения R0, l 1 и l 2, чтобы в цепи амперметра отсутствовал ток. В состав установки входят источник питания, микроамперметр, набор резисторов с известными значениями сопротивлений; реохорд – доска с металлической нитью и измерительной линейкой; доска с укрепленными на ней металлическими проволочными резисторами, имеющими одинаковую длину, но различный диаметр; соединительные провода. Порядок выполнения работы
1. Собрать схему одинарного моста (рис. 2.). В качестве неизвестного сопротивления взять доску с укрепленными на ней проволоками, изготовленными из одного и того же материала, имеющими одну и ту же длину (L =1м), но разные диаметры d (значения диаметров даны в мм; материал проводника указан на доске). В качестве известного сопротивления использовать последовательно стандартные сопротивления со значениями в 1 и 2 Ом.
2. После проверки рабочей схемы преподавателем провести измерение сопротивления первого резистора. При его первом измерении установить Ом. 3. Включить источник питания в сеть. Перемещая движок D по проволоке моста, добиться отсутствия тока в цепи микроамперметра. Соответствующие значения длин l 1 и l 2 занести в табл. 1. По формуле (3) рассчитать значение сопротивления RX 1. 4. При втором измерении сопротивления RX 1 установить Ом. Добившись отсутствия тока в цепи микроамперметра, вновь занести значения длин l 1 и l 2 в табл. 1. Повторно рассчитать значение сопротивления RX 1 и найти его среднее значение. 5. Для двух других проволочных сопротивлений повторить все изложенное в пп. 1-4. 6. Вычислить площадь поперечного сечения каждой проволоки (). 7. По формуле рассчитать удельные электросопротивления для каждой из трех проволок. Найти среднее значение <ρ> из полученных результатов. Результаты занести в табл. 2. Провести сравнение полученного значения с табличным.
Контрольные вопросы 1. Что представляют собой однородный и неоднородный участки цепи? 2. Чем обусловлено сопротивление металлических проводников? От чего оно зависит? 3. Как формулируются законы Кирхгофа? 4. Выведите формулы для расчета сопротивления при последовательном и параллельном соединении участков цепи. 5. В чем сущность метода определения сопротивления проводников с помощью мостика Уитстона? 6. Как зависит сопротивление проводников от температуры? В чем состоит явление сверхпроводимости?
Результаты измерения сопротивлений проволочных резисторов Табл. 1.
Табл. 2. Расчет удельного сопротивления
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 245; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.129.247.196 (0.009 с.) |