Схематичне зображення експериментальної установки подано на Рис.2. Опори R 1 і R 2 є еталонними постійними опорами, величини яких вказані на установці. Клеми 1, 2, 3 дають змогу приєднувати в схему як окремі невідомі опори R х1 і R х2 (клеми 1, 3), так і з’єднувати опори R х1 і R х2 послідовно (1, 2 і 2,3) та паралельно (1, 3 і 1,3) і вимірювати при такому з’єднанні величини з’єднань опорів R хпс і R хпр відповідно. З допомогою магазину опорів R 0 балансують мостову схему (досягнувши нульового значення струму через гальванометр). Напруга живлення (4 В) подається на клеми 4 та 5. Міст підключається до джерела живлення за допомогою вимикача SA.
Хід виконання роботи
1. Подати на установку напругу живлення.
2. Приєднавши до клем 1, 3 невідомий опір R х1, з допомогою вимикача подати в схему струм і, змінюючи опір R 0, добитись стану рівноваги моста. Дослід повторити 5-10 разів і результати занести в Таблицю 1.
3. Послідовно приєднуючи а) до клем 1,3 опір R х2; б) до клем 1,2 – R х1, а до клем 2,3 – R х2 (послідовне з’єднання R хпс ); в) до клем 1,3 опір R х2 і опір R х1 (паралельне з’єднання R хпр), виконати для кожного випадку а), б), в) вимірювання, як вказано в п.2.
4. Обчислити значення опорів R х1 і R х2 , R хпс і R хпр за формулою (12) на основі отриманих експериментальних даних.
5. Надійний інтервал похибки вимірювання розрахувати за формулою:
(13)
6. За відомими формулами послідовного і паралельного з’єднання
опорів провести обчислення R хпс та R хпр :
R х пс = R х1 + R х2 ;
і показати, що виміряні значення відповідних опорів задовольняють у межах точності приладів ці співвідношення.
Таблиця 1
R 1 Ом | |||||||
R 2 Ом | |||||||
i | R 0 | ||||||
для R х1 | для R х2 | для R х пс | для R х пр | ||||
. . . | |||||||
, Ом | |||||||
, Ом | |||||||
R х1 = | R х2 = | R х пс = | R х пр = | ||||
D R х1 = | D R х2 = | D R х пс = | D R х пр = | ||||
Контрольні запитання
- Яка фізична величина називається опором провідника? В яких одиницях вона вимірюється?
- Як пояснити існування електричного опору провідника?
- Від чого залежить опір заданого лінійного провідника? Запишіть і поясніть відповідну формулу.
- Яка фізична величина називається питомим опором провідника? Як він залежить від температури?
- Сформулюйте закон Ома для однорідної ділянки кола, запишіть відповідне математичне співвідношення, поясніть значення всіх фізичних величин, що входять до нього.
- Запишіть закон Ома для замкненого кола. Поясніть, чому він є виразом закону збереження енергії для електричного кола?
- Сформулюйте закон Ома в диференціальній формі, виведіть відповідне математичне співвідношення.
- Сформулюйте і запишіть правила Кірхгофа для розгалужених кіл постійного струму. Виведіть з їх допомогою формули рівноваги моста постійного струму.
- Намалюйте мостову схему і виведіть рівняння (6) за допомогою закону Ома.
- До чого приводить рівність потенціалів точок С і D? Як добитися їх рівності?
- Чи зміниться умова рівноваги моста, якщо гальванометр і магазин опорів поміняти місцями?
- Виведіть формулу для загального опору системи, що складається з 2-х послідовно з’єднаних провідників.
- Виведіть формулу для загального опору системи, що складається з 2-х паралельно з’єднаних провідників.
- Виведіть формулу (13) для обчислення похибки невідомого опору Rx.