Измерения и обработка результатов

Описание экспериментальной установки

В электрических цепях, схемы которых показаны на рис. 1 и рис. 2, источником тока является выпрямитель типа УНИП-7А. В качестве резистора используется катушка. Сила тока в цепи измеряется миллиамперметром Д566, напряжение – вольтметром типа АМВ на 75 В.

Измерение сопротивлений с помощью мостика Уитстона проводится на установке, схема которой представлена на рис. 3. Мостик Уитстона в ней подключается к источнику постоянного напряжения – выпрямителю УНИП-7А – через ключ К ₁. В одно из плеч моста включается магазин сопротивлений, в другое – катушка, сопротивление которой R требуется измерить. Между точками A и C включается реохорд. Между точкой B иползуном D через ключ К ₂ включается гальванометр G с нулем посередине шкалы. Ключи К ₁ и К ₂ объединены в один двойной ключ, причем К ₁ должен включаться первым.

Упражнение 1. Определение сопротивления участка цепи с помощью амперметра и вольтметра.

Соберите электрическую цепь по одной из схем, представленных на рис. 1 и рис. 2, используя в качестве исследуемого элемента катушку.

Определите сопротивление R´ катушки непосредственно по показаниям амперметра и вольтметра. Затем вычислите сопротивление катушки (R) с учетом внутреннего сопротивления вольтметра (амперметра). Погрешность измерения R оцените, учитывая класс точности используемых электроизмерительных приборов:

Определите также, сколько процентов (η) составляет ошибка в определении сопротивления катушки непосредственно по показаниям амперметра и вольтметра

Результаты измерений и вычислений запишите в табл. 1:

Таблица 1

U	I	R´	R	Δ R	η

Упражнение 2. Измерение сопротивления участка цепи с помощью мостика Уитстона.

Соберите установку по схеме рис. 3. В качестве исследуемого элемента, сопротивление которого необходимо измерить, используйте ту же катушку, что и в упражнении 1. На выходе выпрямителя установите напряжение порядка 1 В.

Ползунок реохорда поставьте на середину и наберите на магазине какое-нибудь сопротивление, например, 100 Ом.

Замкните на короткое время сначала ключ К ₁, а затем К ₂, чтобы только заметить в какую сторону отклонится стрелка гальванометра при замыкании. Сразу же разомкните ключи.

Не изменяя положения ползунка, измените сопротивление магазина, например, несколько (процентов на десять) увеличив его. Вновь замкните ключи. Если стрелка гальванометра отклонится при замыкании ключей в ту же сторону, но на меньшее число делений, значит вновь набранное сопротивление ближе к измеряемому. Изменяя сопротивление магазина, добейтесь баланса моста. Если с помощью магазина, cбаланcировать мост не удается, то добейтесь этого, перемещая ползунок реохорда. Мост считается сбалансированным, если при замыкании и размыкании ключа К ₂ отсутствует не только отклонение стрелки гальванометра, но даже ее вздрагивание. Измерьте длины плеч l₁ и l₂ в сбалансированном мосте. По формуле (5) вычислите сопротивление катушки. Оцените погрешность измерения, используя формулу

При этом абсолютную погрешность сопротивления магазина определите, учитывая его класс точности. Погрешность в измерении плеч реохорда примите равной половине цены деления его шкалы.

Результаты измерений и вычислений запишите в табл. 2:

Таблица 1

R 0	l 1	l 2	R	Δ R

Контрольные вопросы

1. Что такое электрический ток? Каковы условия его возникновения?

2. Дайте определение силы тока.

3. Дайте определение электродвижущей силы источника тока.

4. Сформулируйте и запишите первое и второе правила Кирхгофа. Следствием каких фундаментальных законов физики являются эти правила?

5. Каким требованиям должны удовлетворять приборы (амперметр, вольтметр), используемые для измерений на различных участках электрической цепи?

6. От каких параметров зависит сопротивление металлических проводников?

7. Назовите основные способы соединения проводников. Какие соотношения для токов напряжений и сопротивлений выполняются в этих соединениях?

Дата добавления: 2014-12-25