Главная страница
Навигация по странице:

  • Основные понятия В качестве примера использования правил Кирхгофа рассмотрим схему (рис. 1) измерительного моста Уитстона*. Сопротивления R

  • Рисунок 1 Схема моста Уитстона Для контуров АСВА, АСDА и СВDС

  • Рисунок 2 Реохордный мост Уитстона Данные l

  • Порядок измерений Данные об измерительных приборах внести в таблицу 1. т

  • Обработка результатов измерений

  • методичка-электрика. Методические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов, обучающихся по специальности 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство


    Скачать 1.07 Mb.
    НазваниеМетодические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов, обучающихся по специальности 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство
    Анкорметодичка-электрика.doc
    Дата21.09.2018
    Размер1.07 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файламетодичка-электрика.doc
    ТипМетодические указания
    #24897
    страница2 из 9
    1   2   3   4   5   6   7   8   9

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

    МЕТОДОМ МОСТА УИТСТОНА


    Цель работы: измерение неизвестного сопротивления с помощью моста Уитстона.
    Оборудование:

    • магазин сопротивлений

    • реохорд

    • источник питания

    • гальванометр

    • плата с сопротивлениями R x1 и R x2 .


    Основные понятия

    В качестве примера использования правил Кирхгофа рассмотрим схему (рис. 1) измерительного моста Уитстона*. Сопротивления R1, R2, R3, R4 образуют его «плечи». Между точками А и В моста включена батарея с э.д.с. ε и сопротивлением r, между точками С и D включен гальванометр с сопротивлением RG. Для узлов А, В и С, применяя первое правило Кирхгофа, получим
    Ir – I1 – I4 = 0, I2 + I3 – Ir = 0, I1 – I2 – IG = 0 (1)



    Рисунок 1 Схема моста Уитстона
    Для контуров АСВА, АСDА и СВDС, согласно второму правилу Кирхгофа, можно записать:

    I1r – I1 R1 + I2 R2 = ε, I1 R1 + IG RG – I4 R 4 = 0, I2 R2 – I3 R3 - IGRG = 0 (2)

    Если известны все сопротивления и э.д.с., то, решая полученные шесть уравнений, можно найти неизвестные токи. Изменяя известные сопротивления R2, R3 и R 4, можно добиться того, чтобы ток через гальванометр был равен нулю (IG = 0). Тогда из (1) найдем

    I1 = I2, I3 – I4, (3)

    а из (2) получим

    I1 R1I4 R 4, I2 R2 = I3 R3 (4)

    Из (3) и (4) вытекает, что



    (5)

    Таким образом, в случае равновесного моста (IG = 0) ри определении искомого сопротивления R1 э.д.с. батареи, сопротивления батареи и гальванометра роли не играют.

    На практике обычно используется реохордный мост Уитстона (2), где сопротивления R3 и R4 редставляют собой длинную однородную проволоку (реохорд) с большим удельным сопротивлением, так что отношение R3/R4 можно заменить отношением l3/l4 Тогда, используя выражение (5), можно записать

    (6)



    Рисунок 2 Реохордный мост Уитстона

    Данные l3 и l 4 легко измеряются по шкале, а R2 всегда известно. Поэтому уравнение (6) позволяет определить неизвестное сопротивление R1.
    Описание лабораторной установки



    Рисунок 3 Схема лабораторной установки

    1-реохордная линейка,2-движок реохорда,3-магазин сопротивлений,4-плата с сопротивлениями R x1 и R x2 , 5-источник питания,6-гальванометр
    Общий вид установки представлен на рисунке 3.

    На реохордной линейке 1 укреплена проволока с большим удельным сопротивлением. По схеме рис. 3 к проволоке подключен магазин сопротивлений 3 и плата 4 с двумя сопротивлениями R x1 и R x2 . Напряжение на реохордный мост подается с источника питания 5. Сила тока между движком реохорда 2 и точкой соединения магазина сопротивлений и

    платы 4 измеряется с помощью гальванометра 6, в качестве которого может использоваться амперметр или цифровой мультиметр с небольшим пределом измерения.
    Порядок измерений

    1. Данные об измерительных приборах внести в таблицу 1.

    таблица 1 Характеристики приборов измерения:

    Прибор

    Предел

    измерений

    Цена

    деления

    Класс

    Точности 

    Погрешность

    прибора

    Линейка













    Амперметр













    Магазин

    сопротивлений













    1. Собрать электрическую цепь согласно рисунку 2. Получить допуск у преподавателя. По рекомендации преподавателя на плате определяемого сопротивления выбрать клеммы для определения сопротивления Rx1 или для определения сопротивления Rx2

    2. На магазине сопротивлений выставить сопротивление порядка 2 кОм для определения сопротивления Rx1 или 500 Ом для определения сопротивления Rx2 Выставить на гальванометре максимальный предел измерения тока.

    3. Установить движок реохорда приблизительно посередине (на отметке 50 см).

    4. Включить установку в сеть напряжения 220 В, Нажать кнопку « Сеть» на источнике питания.

    5. Перемещая движок реохорда, добиться, чтобы стрелка гальванометра установилась на 0. Уменьшая предел измерения гальванометра, добиться точного значения I=0.

    6. Записать в таблицу 2 значения отрезков длин реохорда и сопротивления магазина.

    7. Повторить измерения пп 6-7 еще 4 раза, изменяя сопротивление магазина. Следить, чтобы стрелка гальванометра не зашкаливала.


    таблица 2 Определение сопротивления :






    Rм, кОм

    l1, cм

    l2, см

    , кОм

    R i, кОм

    ∆R i 2, кОм

    Rx1







































































































    Rx2








































































































    Обработка результатов измерений

    1. Рассчитать значение неизвестного сопротивления для каждого измерения. Вычислить среднее значение сопротивления R x .

    2. Рассчитать средние квадратичные погрешности в измерении сопротивлений:



    1. Вычислить случайные абсолютные погрешности:

    Rсл=(N)S=

    1. Вычислить относительную приборную погрешность в измерении сопротивления

    =

    =

    1. Рассчитать абсолютную приборную погрешность в измерении сопротивления для обоих случаев

    =

    и общую абсолютную погрешность

    ∆R=∆R сл. +∆Rприб.

    1. Записать результаты в виде


    1   2   3   4   5   6   7   8   9


    написать администратору сайта