Тема: «Визначення опору методом мостової схеми»

Лабораторна робота №2

Мета роботи: Вивчити метод мостової схеми і визначити невідомі опори цим методом.

Прилади і приналежності: відомий опір (R=470 Ом), невідомі опори (Rx1, Rx2, Rx3); реохорд і гальванометр (нуль-індикатор); джерело постійної напруги.

Теоретичні відомості Метод вимірювання опору при допомозі моста Уітстона засновано на порівнянні

невідомого опору з відомим опором. Нехай струм в плечах моста і в діагоналі CD спрямовані так, як показано на рис.1, тоді, згідно правилам Кирхгофа для розгалуженого кола, можна скласти такі 5 рівнянь з п’ятьма невідомими:

Для вузла С: Іх-Іх-Іх=0 Для вузла D: I1-I2-Ir=0 Для контура ACDA: IxRx+IrRr=I1R1Для контура ABEA: I1R1+I2R2=U Для контура CBDC: IR-I2R2-IrRr=0 Де Rr – опір гальванометра; R2 і R1 – опір «плечей» l1 i l2 – реохорда.

Виконання роботи1. Скласти схему відповідно рис. 1 з резистором Rх.2. Після перевірки схеми викладачем включити електроживлення. Переміщуючи повзунок (рухомий контакт) реохорда l1і l2, записати результати в таблицю вимірів.3. По формулі знайти невідомий опір. Результати занести у таблицю.4. Роз’єднати Rх1 і підключити замість нього Rх2, потім Rх3, повторити виміри і визначити Rх2 і Rх3. Результати занести до таблиці.5. Приєднати до клеми А і С три резистори з’єднані послідовно (Rх1, Rх2, Rх3) і виміряти їх загальний опір згідно пункту 2 і 3. Результати занести до таблиці. 6. Приєднати до клеми А і С три резистори Rх1, Rх2, Rх3 з’єднаних паралельно і виміряти їх загальний опір згідно пункту 2 і 3. Результати занести до таблиці. 7. Знаючи величину опорів при Rх1, Rх2, Rх3 вирахувати по теоретичним формулам опір при їх паралельному і послідовному з’єднані. Записати результати до таблиці.

8. Знайти похибку метода вимірювання враховуючи, що ΔR = Rтер – Rдосл.

321. RRRRзаг 321

1111

RRRRзаг

%2%100

òåðR

R

Підставляючи значення R2 і R1 в співвідношення, отримаємо формулу для визначення питомого опору:

2

1

l

lRRx

Результати отримані

дослідним шляхом

Теоретичні розрахунки

№

Rпосл Rпар Rпосл Rпар

1.

2.

3.

4.

5.

26

8,5

21

32

7

9

26,5

14

3

28

1l 2l 1Rx 2Rx 3Rx

послідовне

паралельне

В позначені клітинки повинні бути заповнені

Розрахунки:

1.

2

1

l

lRRx 3,1777,1357

9

264701 Rx кОм

75,1505,26

5,84702 Rx кОм

70514

214703 Rx Ом

2. 2

1

l

lRRx

33,50133

324704 Rx Ом

5,11728

74705 Rx

Ом

321. RRRRзаг 3. - Послідовне з`єднання

52,221370575,15077,1357. Rçàã

321

1111

RRRRзаг - Паралельне з`єднання

4.

00874,00014,00066,000073,0705

1

75,150

1

77,1357

11

çàãR

00874,000874,0

11

çàãRОм

5.%2%100

òåðR

RÅ ΔR = Rтер – Rдосл.

,де

81,992733,501352,2213R ïîñë³äîâíî

%10026,152,2213

81,2799ïîñëÅ

49,1175,11700874,0R ïàðàëåëüíå

%1009,3442,100874,0

49,117ïîñëÅ

777,13571 R

Висновок: У даній лабораторній роботі вивчили метод мостової схеми і визначили невідомі опори цим методом. ;

Ом ; Ом. Результати отримані дослідницьким шляхом при послідовному з`єднані Ом, а при Ом. А при теоретичних розрахунках Ом, Ом.

Ом75,1502 R 7053 R

33,5013R ïîñë 5,117R ïàð 52,2213R ïîñë 008740,0R ïàð

Контрольні питання.1. Сформулювати і записати правило Кірхгофа.

Перший закон Кірхгофа (Закон струмів Кірхгофа) говорить, що алгебраїчна сума струмів, що збігаються у вузлі ланцюга дорівнює нулю (значення випливають струмів беруться зі зворотним знаком):

n

jjI

1

0

Другий закон Кірхгофа (Закон напруг Кірхгофа) говорить, що алгебраїчна сума падінь напружень по будь-якому замкнутому контуру кола дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, що діють уздовж цього ж контура. Якщо в контурі немає ЕРС, то сумарне падіння напруги дорівнює нулю:

для постійних напруг

n

k

m

k

m

kkkkk IRUE

1 1 1

2. Запишіть формулу опору довгого провідника.

S

lR Формула опору довгого провідника: де - питомий опір провідника,

l – довжина провідника, s- поперечний переріз провідника. Вимірюється в омах (1 Ом).

3. Сформулюйте закон Ома для повного кола та для ділянки кола.

Закон Ома для ділянки кола- сила струму І у провіднику прямопропорційна напрузі И між двома філосованими точками провідника та оберненопропорційна опору провідника

R

U

rRÅ /

Закон Ома для повного кола- сила струму І у замкненому колі прямопропорційна ЕРС джерела Е і оберненопропорційна сумі зовнішньому та внутрішніх опорів.

4. Що таке питомий опір?

Питомий опір – це опір конкретного матеріалу, який приходиться на одиницю довжини і одиницю поперечного перерізу. Питомий опір є табличним значенням. Визначається за формулою:

l

SR

5. Як визначити повний опір при послідовному та паралельному з’єднані провідників?

При послідовному з`єднані провідників загальний опір дорівнює сумі опорів окремих його провідників.

2

1

2

1

R

R

U

U R=R1+R2+…+Rn,

При паралельному сполучені провідників опір дорівнює сумі провідностей окремих віток

nRRRR

1...

111

21

Результати отримані

дослідним шляхом

Теоретичні розрахунки

№

Rпосл Rпар Rпосл Rпар

1.

2.

3.

4.

5.

26

8,5

21

32

7

9

26,5

14

3

28

1l 2l 1Rx 2Rx 3Rx

1357,7

150,7

7,05

5013,3

117,5

2213,4

0,0088