Методы измерений

В работе используют три метода измерения сопротивления проводника:

1) технический метод — по измеренным значениям тока и напряжения;

2) с использованием омметра;

3) с помощью моста Уитстона.

Рис. 4.1. Электрическая схема 1 — регулируемый источник постоянного напряжения «0 ÷ +15 В»; 2 — мультиметр (режим V 20 В, входы COM, V Ω); 3 — мультиметр (режим A 200 mA, входы COM, mA); 4 — миниблок «Сопротивление проводника» ссопротивлением R

Технический метод можно осуществить по схеме рис. 4.1. При этом точно измеряется ток I через сопротивление R и суммарное напряжение U = UR + U_A = IR + IR_A.

Это позволяет рассчитать неизвестное сопротивление R, если известно сопротивление амперметра R_A:

(3)

Использование омметра является наиболее простым методом: достаточно подключить измеряемое сопротивление к входам омметра. В основе работы омметров обычно лежит приближенный технический метод: шкалу прибора градуируют с использованием формулы (3) при фиксированном напряжении U батареи элементов. Этот метод используют, когда не нужна высокая точность измерений.

Наиболее точным является метод измерений с помощью моста постоянного тока. Измерительные мосты — это высокоточные приборы, предназначенные для измерения электрических сопротивлений, емкостей, индуктивностей и других параметров методом уравновешенных мостовых цепей. На рис. 4.2 приведена схема простейшего моста Уитстона, который используется для измерения величин сопротивлений.

α

Рис. 4.2. Электрическая схема простейшего моста Уитстона

1 — магазин сопротивлений с сопротивлением R_м; 2 — миниблок «Сопротивление проводника»
с сопротивлением R; 3 — мультиметр; 4 — миниблок «Сопротивление» с сопротивлением
R ₁ = 100 Ом; 5 — миниблок «Сопротивление» с сопротивлением R ₂ = 10 Ом; 6 — миниблок
«Сопротивление» с сопротивлением R ₀ = 470 Ом; 7 — источник стабилизированного
постоянного напряжения «+15 В»

Подбирая значение сопротивления R_м, добиваются равенства потенциалов точек а и б, при этом ток I _а, текущий через амперметр, обращается в нуль. В таком уравновешенном состоянии для моста можно записать:

I_мR_м = I ₁ R ₁; IR = I ₂ R ₂; I_м = I; I ₁ = I ₂.

Используя эти соотношения, получаем расчетную формулу:

R = R_м R ₂ / R ₁.

Для ограничения тока, протекающего через мост, используют ограничительное сопротивление R ₀.

Дата добавления: 2015-06-04