Прилади та обладнання. Виміряти за допомогою містка Уітстона опори двох невідомих резисторів, опір їх паралельного та послідовного з¢єднань

Мета роботи.

Лабораторна робота № 24

ВИМІР ОПОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ МОСТА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Виміряти за допомогою містка Уітстона опори двох невідомих резисторів, опір їх паралельного та послідовного з¢єднань.

· місток Уітстона,

· два невідомі опори,

· магазин опорів R₀,

· гальванометр.

Коротка теорія.

Правила Кірхгофа та методика їх на яких грунтується лабораторна робота

Мостова схема постійного струму, називана мостом Уiтстона, зображена на Мал.1. Вона складається з опорів R_X, R₀, R₁, R₂, та гальванометра G і джерела струму Е, які утворюють розгалужене коло. Невідомий опір R_X розраховується за правилами Кірхгофа. Ці правила та методика їх застосування детально розглянуто [1, п.10.7]. В одну з діагоналей кола вмикається джерело струму Е, в іншу - чутливий гальванометр G.

При довільному співвідношенні опорів, що складають мостову схему, через гальванометр G буде йти струм. Однак існує одне співвідношення між опорами пліч моста, при якому сила струму, що протікає через мікроамперметр, дорівнює нулю.

Дійсно, у відповідності з другим правилом Кірхгофа для будь-якого замкнутого контуру алгебраїчна сума падінь напруг на окремих ділянках ланцюга дорівнює алгебраїчній сумі діючих у цьому контурі ЕРС:

.

Запишемо це рівняння для контурів АСД і СВД, допустивши, що струм у діагоналі, у яку вімкнений мікроамперметр, дорівнює нулю

, (1)

З рівнянь (1) одержимо умову рівноваги моста постійного струму

з якої випливає

На схемі, зображеній на Мал.1, опори R₁ і R₂ - сталі. Як опір R₀, використовується магазин опорів.

Хід виконання лабораторної роботи

Робота виконується на стенді, зображеному на фото, де 1 ¾ кнопка вімкнення джерела 5; 2,3¾клеми підключення невідомих опорів R_x1 і R_x2; 4¾ гальванометр; R₀ ¾ магазин опорів.

1. Підключити до клем 2 і 3 опір R_x1. Вмикаючи струм у колі за допомогою кнопки 1 і змінюючи опір R₀, одержати стан рівноваги моста, коли струм через гальванометр стане рівним 0. Дослід повторити 7 разів. Величини одержаних опорів R₀ для двох невідомих опорів (R_x1 і R_x2) занести до Таблиці.

2. Повторити дослід для опору R_x2, паралельного та послідовного з'єднань опорів R_x1 і R_x2.

3. Записати в зошит значення опорів R₁ і R₂.

Методика обробки результатів вимірювання

1. По закінченні вимірів провести статистичну обробку результатів вимірів для R_x, використовуючи для цього програми Ecxel.

2. Результати вимірів та значення опорів R₁ і R₂ записати в Табл.1.

3. По закінченні розрахунків, записати результати обчислень для R₀ і R_x у стандартному виді.

4. Проаналізувати отримані результати на відповідність їх співвідношенням для послідовного і паралельного з'єднання опорів.

Контрольні питання

1. Визначити закон Ома для ділянки кола і для замкнутого кола.

2. Визначити правила Кірхгофа.

3. Виведіть умову рівноваги моста постійного струму.

4. Як проводиться розрахунок невиключеної систематичної похибки результату прямого виміру?

Дата добавления: 2015-05-23