Измерение активного сопротивления с точным измерением силы тока.

Измерение активного сопротивления с точным измерением напряжения.

При включении вольтметра в цепь, как показано на рис.1, часть тока протекает через вольтметр V и амперметр покажет не ток, протекающий через искомое сопротивление R_x, а сумму токов, протекающих через R_x и через вольтметр V, т.е. I = I_x + I_v. Следовательно, в законе Ома (1) в качестве сопротивления должно быть общее сопротивление параллельно соединенных ветвей между точками схемы 1 и 2 (неизвестного сопротивления R_x и сопротивления вольтметра R_V). Это сопротивление . (5)

Из формулы (6) видно, что R = R_x, если R_x/ R << 1, т.е. R_x>> R_x (сопротивление вольтметра гораздо больше измеряемого сопротивления R_x). Если условие R_x/ R << 1 не выполнено, то неизвестное сопротивление определяется расчетами из уравнения (5):

, а так как , то

. (6)

Расчет в этом случае производят по формуле (6), в которую входит сопротивление вольтметра R_V.

Измерение активного сопротивления с точным измерением силы тока.

Чтобы исключить влияние вольтметра, амперметр А можно включить так, как показано на схеме (Рис.2). В этом случае амперметр измеряет ток, протекающий только по неизвестному сопротивлению R_x, но тогда вольтметр показывает разность потенциалов не на R_x, а сумму разностей потенциалов на R_x и амперметре А.

В этом случае отношение U/I дает не величину R_x, а общее сопротивление R между точками 1 и 3 схемы, т.е. R = R_x + R_А, где R_А – сопротивление амперметра.

Если R_А << R_x, то общее сопротивление R = R_x. Отношение U/I дает величину R_x тем точнее, чем сопротивление амперметра R_А меньше искомого сопротивления. В общем случае, когда о величине неизвестного сопротивления сказать ничего нельзя, расчет производится по формуле

, откуда . (7)

На практике иногда не учитывают сопротивление приборов, т.е. отношение принимают за величину неизвестного сопротивления. Систематическая ошибка, которая получается при этом, зависит от соотношения величины измеряемого сопротивления и от сопротивления измеряющих приборов.

 

ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.

 

Для выполнения работы необходимо:

1. Включить прибор в сеть (220В) нажатием кнопки «СЕТЬ».

2. Кнопка «МОСТ» (переключатель вида работы) должна быть в нажатом состоянии.

3. Для выполнения упражнений 1 и 2 кнопка 2 должна находиться в нажатом положении. Для выполнения упражнения 3 кнопка 2 должна находиться в отжатом положении.

4. Передвинуть подвижный кронштейн-контакт вдоль резистивного провода на l₁ ~ 2/3 его длины по отношению к основанию.

Упражнение 1. Изучение закона Ома.

 

5. Ручкой «РЕГ.ТОКА» установить минимальное значение напряжения на сопротивлении. Значение силы тока I и напряжения U записать в таблицу.

6. Увеличивая каждый раз напряжение на 0,1 В, снять показания амперметра, заполнив таблицу 1.

7. По формуле (6) рассчитать сопротивление и обработать результаты по схеме обработки прямых измерений.

 

Таблица измерений и расчетов.

 

№	Ii, А	Ui, В	Ri, Ом	Ri -<R>	(Ri -<R>)2

 

8. По данным таблицы построить график зависимости I(U).

9. По формуле (4) рассчитать удельное сопротивление проводника. Диаметр провода d =(0,36±0,01) мм.

Доверительный интервал удельного сопротивления Δρ определить по схеме расчетов для косвенных измерений. Результат записать в виде

ρ=<ρ>±Δρ, при Р_α =…

10. По таблице удельных сопротивлений определить материал проводника.