Измерение сопротивлений токопроводящих моделей при помощи моста Уитстона
![]()
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» им В.И.Ульянова (Ленина) кафедра физики Отчёт По лабораторной работе №8 По дисциплине «Физика» Тема: Измерение сопротивлений токопроводящих моделей при помощи моста Уитстона
Студентка гр. 1501: Мехоношина А.А. Преподаватель: Агабабаев В.А. Санкт–Петербург 2022г. Цель работы: ознакомление с методом измерения сопротивлений при помощи моста постоянного тока; приобретение навыков расчета сопротивлений проводников переменного сечения; определение удельных сопротивлений материалов токопроводящих моделей. Приборы и принадлежности: стенд для сборки измерительной цепи; токопроводящие модели; магазины образцовых сопротивлений; нуль-индикатор (гальванометр); источник тока. Общие сведения Сопротивление проводников зависит от их формы и размеров, от рода вещества и его состояния. Для проводников в форме цилиндров постоянного поперечного сечения сопротивление равно: ![]() где l и S - длина и сечение проводника, соответственно; ![]() Удельное сопротивление является одной из основных электрических характеристик вещества. Оно определяется тока в веществе при заданной величине напряженности электрического поля ![]() ![]() а также удельную тепловую мощность тока ![]() ![]() Зная значение ![]() Выражение (1) имеет ограниченное применение: оно не пригодно для проводников переменного сечения, в которых плотность тока не одинакова в любом сечении, например, при расчете сопротивления утечки цилиндрического конденсатора, заполненного проводящей средой. Расчет таких сопротивлений производят, разбивая (руководствуясь соображениями симметрии) проводники (или проводящую среду) на множество элементов длиной ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где S - поперечное сечение проводника, представленное в виде некоторой функции от ![]() Если такое разбиение невозможно, или зависимость S от ![]() ![]() где R - сопротивление утечки между двумя электродами в проводящей среде с удельным сопротивлением ; C - емкость конденсатора, образованного этими же электродами в среде с относительной диэлектрической проницаемостью . Таким образом, расчет сопротивления утечки между электродами в проводящей среде можно свести к расчету емкости конденсатора, образованного этими же электродами, т.е., по существу, к задаче электростатики. Расчет емкости конденсатора производится по формуле ![]() Выражение для получается из связи напряженности E и потенциала электрического поля (E = –grad ![]() ![]() где El - проекция вектора Е на направление l, вдоль которого производится интегрирование. Выражение для El, подставляемое в формулу (3), находится по принципу суперпозиции напряженностей электрических полей E1 и E2 создаваемых зарядами электродов Q и -Q, либо по теореме Гаусса: ![]() В результате расчета получается выражение для ![]() Следует также отметить, что из-за подобия распределения полей в проводящей среде и в диэлектрике проводящая среда с током может служить моделью для исследования электростатических полей. Например, вместо трудоемких расчетов или непосредственного измерения емкости какой-либо системы проводников сложной формы поместить модели этих проводников в проводящую среду, измерить сопротивление между ними, а затем найти емкость, используя соотношение (2). Во многих случаях такая методика оказывается предпочтительнее. Методика измерений В данной работе измеряются сопротивления токопроводящих моделей: изоляции коаксиального кабеля, утечки двухпроводной линии в проводящей среде. Измеренные значения Rx используются для расчета удельных сопротивлений материалов моделей x. При этом выводят формулы для сопротивлений конкретных моделей. Затем, после преобразования формул к виду x = f (Rx), по измеренным значениям Rx находят x. И ![]() ![]() Указания по выполнению наблюдений и обработке результатов Собрать цепь измерительного моста, включить установку. Установить отношение ![]() ![]() ![]() Провести несколько таких наблюдений при различных отношениях ![]() Повторить измерения по п.2 для второй модели. Вывести формулы для сопротивлений ![]() ![]() ![]() Выполнить эскизы моделей. Измерить и указать на эскизах геометрические размеры моделей, необходимые для расчета удельных сопротивлений материалов моделей. Вывод формул и эскизы включить в отчет. Рассчитать средние значения и доверительные погрешности измеренных сопротивлений ![]() ![]() ![]() ![]() Протокол наблюдений Лабораторная работа №8 Измерение сопротивлений токопроводящих моделей при помощи моста Уитстона Для коаксиального кабеля ![]()
Внешний радиус ![]() Внутренний радиус ![]() Толщина проводящей поверхности ![]() Для двухпроводной линии ![]()
Радиус двухпроводной линии ![]() Длина двухпроводной линии ![]() Толщина ![]() Выполнила: Мехоношина А.А. Проверил: преподаватель Агабабаев В.А. Факультет: ИБС Группа № 1501 Работа выполнена “ ” ______________ 2022г. ________________ |