Определение удельного сопротивления нихромовой проволоки производится методом вольтметра и амперметра путём измерения сопротивления заданного участка проволоки, его длины и площади сечения.
Порядок выполнения
1. Определить длину L участка проволоки по положению визирной метки на стойке прибора.
2. Кнопку «МОСТ/В-А» установить в положение «В-А», а кнопку «Схема 1»/«Схема 2» – в положение «Схема 1» (соответствует схеме на рис. 1 а). Ручкой регулировки тока установить какое-либо значение тока и записать показания амперметра I и вольтметра U. По формуле (3) определить сопротивление Rx 1 измеряемого участка проволоки (внутреннее сопротивление амперметра RA = 0,29 Ом).
3. Установить кнопку «Схема 1»/«Схема 2» в положение «Схема 2»» (соответствует схеме на рис. 1 б). Провести те же измерения и по формуле (6) определить сопротивление Rx 2 (внутреннее сопротивление вольтметра RV = 1975 Ом).
4. Подставить полученные данные измерений сопротивления в формулу и определить величину удельного сопротивления нихромовой проволоки для обоих способов измерения:
[Ом×мм2/м],
где d = 0,34 мм – диаметр нихромовой проволоки.
5. Определить для обоих способов выраженные в процентах относительные погрешности по формулам (4) и (7).
6. Определить для обоих способов относительные погрешности по формуле
,
где r0 = 1,05 Ом×мм2/м - истинное значение удельного сопротивления нихромовой проволоки. Сравнить полученные значения погрешностей измерений
Упражнение 2. Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона
Рис.3.
|
Мостовая схема постоянного тока, используемая в данном упражнении, представлена на рис. 3. Она отличается от вышеописанной схемы тем, что вместо отдельных независимых сопротивлений (R 3 и R 4 на рис. 2) в ней используется так называемый реохорд – проволочное сопротивление со скользящим контактом, соединенным с диагональю моста. При передвижении контакта изменяется отношение сопротивлений плеч – и достигается равновесие моста.
В качестве эталонного сопротивления RЭ выбирается сопротивление, значение которого известно с высокой точностью. Так как сопротивление участков АD и DС (r 1 и r 2) пропорциональны их длинам L 1 и L 2, то соотношение (8) можно переписать в виде
, (9)
где Rx – измеряемое сопротивление.
Порядок выполнения
1. Подготовить установку к работе в соответствии со схемой на рис. 3. Для этого переключатель «МОСТ/В-А» установить в положение «МОСТ», в качестве сопротивления RЭ использовать магазин сопротивлений (точкам А, D, С на схеме соответствуют клеммы Х3, Х4, Х5 на панели прибора).
2. Подключив неизвестное сопротивление Rx 1, найти такое положение скользящего контакта реохорда, при котором мост уравновешивается (при необходимости подобрать величину RЭ). Измерив L 1 и L 2, по формуле (8) определить величину Rx 1.
3. Аналогичным образом измерить другое сопротивление Rx 2.
4. Измерить сопротивление при последовательном и параллельном соединении Rx 1 и Rx 2 и проверить справедливость формул:
Rпосл = Rx 1 + Rx 2,
Rпарал = Rx 1× Rx 2/(Rx 1 + Rx 2).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объяснить, в каких случаях и почему следует использовать различные схемы включения приборов в методе вольтметра и амперметра.
2. Вывести уравнение, при котором мост постоянного тока окажется уравновешенным.
3. Рассказать об устройстве реохордного моста и методике определения с его помощью сопротивления резисторов.
4. Каким образом увеличить диапазон измеряемых сопротивлений с помощью моста постоянного тока? Как это реализуется практически?
Лабораторная работа №7
ИЗМЕРЕНИЕ ЁМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ
Цель работы: измерение электроёмкости конденсаторов с помощью мостика Сотти и методом куметра.
Приборы и принадлежности: звуковой генератор, магазин емкостей, реохорд (реостат), осциллограф, конденсаторы неизвестной емкости, вольтметр, эталонный конденсатор, конденсатор переменной емкости градуированный, катушка индуктивности эталонная, сопротивление 5…10 Ом, омметр.
