9 готовая. Краткое теоретическое обоснование

• Название: Краткое теоретическое обоснование
• Дата: 16.11.2022
• Размер: 117.5 Kb.
• Имя файла: 9 готовая.doc
• Тип: Документы; #791034

I. Цель работы - 1. Изучение метрологических возможностей мостовой схемы. 2. Определение удельного сопротивления заданного материала.

2. 
   Краткое теоретическое обоснование.
   

1. 
   В этой работе изучается удельное сопротивление резисторов через использование моста Уитстона для измерений.
   
2. 
   Сопротивление – это величина, характеризующая способность проводника препятствовать проходящему через него электрическому току.
   

(1 Ом – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет постоянный ток 1 А)

Моста Уитстона – измерительный прибор, схема которого такова:

сопротивления R₁ и R₂ лежат на одной прямой и вместе представляют собой однородную проволоку, по которой перемещается на скользящем контакте движок, соединенный с гальванометром G.

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел.

Узел электрической цепи - любая точка разветвления, в которой сходится не менее трех проводников с током.

Удельное электрическое сопротивление – сопротивление для однородного линейного проводника длиной lи площадью поперечного сечения S.
3. 1-ое правило Кирхгофа для любого узла цепи: алгебраическая сумма проводников, сходящихся в узле, равна 0

, где -значения токов втекающих в данный узел или вытекающих из него
2-ое правило Кирхгофа : в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивление соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС Е, встречающихся в этом контуре.

,

где – сопротивление n-ого проводника и Е – ЭДС на участке.
Закон Ома для участка цепи :
Закон Ома в дифференциальной форме:
Закон Ома в интегральной форме:

4. Можно предположить, что неизвестное сопротивление будет близким по значению к одному из сопротивлений используемых в работе резисторов, и погрешность в измерениях будет не очень большой, так как Мост Уитстона представляет собой прибор большой точности.

III. Схема установки:



Где – R_x – неизвестное сопротивление;

R – известное сопротивление;

R₁,R₂ – сопротивления проволок;

G – гальванометр;

l₁,l₂ – длины плеч моста;
IV. Расчетные формулы.

1) Сопротивление неизвестного проводника :

, где R- резистор известного номинала, Ом; l₁,l₂- длины плеч при балансе моста, м

2) Удельное сопротивление:
, где d- диаметр проволоки, l- длина проводника, S- площадь поперечного сечения, [ ] =

3) Результирующее сопротивление для последовательного соединения:



V. Формулы погрешностей косвенных измерений.




Погрешность прямых измерений:

0.1 мА;

0.0005 м.
VI. Таблицы с результатами измерений и вычислений.
I_G = 0 A

Таблица 1

R, Ом	l1, м	l2, м	Rx, Ом
10	0,166	0,834	1,99
50	0,34	0,66	25,75
100	0,5	0,5	100

Определение удельного сопротивления проволоки.

Таблица 2

R, Ом	l1, м	l2, м	Rx, Ом	d, м	,Ом м
10	0,166	0,834	1,99	0,001	1.10-6
50	0,34	0,66	25,75	0,001	4.10-6

VI. Примеры вычисления:

1. 
   Исходные данные: таблицы 1, 2, 3.
   
2. 
   Примеры вычисления:
   

1) Определение неизвестного сопротивления: Ом

2) Среднее значение сопротивления неизвестного образца:




3) Определение удельного сопротивления


4) косвенные погрешности:

3. 
   Окончательные результаты
   

1) неизвестное сопротивление



2) удельное сопротивление проволоки




VII. Анализ полученного результата.
В лабораторной работе были произведены измерения и вычисления для определения удельного сопротивления заданного материала (металлической проволоки). В процессе измерений был использован прибор: мост Уитстона. В первом опыте мы получили неизвестное сопротивление , во втором опыте получили удельное сопротивление

- -