электро 7. Отчет по лабораторной работе 7 Изучение метрологических возможностей моста Уинстона

• Название: Отчет по лабораторной работе 7 Изучение метрологических возможностей моста Уинстона
• Дата: 01.10.2022
• Размер: 169.36 Kb.
• Имя файла: электро 7.docx
• Тип: Отчет; #708776

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей и технической физики

Отчет

по лабораторной работе №7

«Изучение метрологических возможностей моста Уинстона»

Выполнил: студент гр. ГС-21-1 Пальчиков В.П.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}
Проверил:

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Дата:

Санкт-Петербург

2022
Цель работы: 1)Изучение метрологических возможностей мостовой схемы.

2)Определение удельного сопротивления заданного материала.

3)Определение сопротивления проволочных проводников.
Краткое теоретическое содержание.
Явления изучаемые в работе: измерение неизвестного сопротивления резистора и удельного электрического сопротивления проводника при помощи моста Уинстона.

Основные определения и законы.
Мост Уинстона - электрическая схема или устройство для измерения электрического сопротивления.
Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока.

Сопротивление - физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.
Гальвано́метр - высокочувствительный прибор для измерения силы малых постоянных электрических токов
1-ое правило Кирхгофа для любого узла цепи имеет вид:

,

где I_i – значения токов втекающих в данный узел и вытекающих из него.
2-ое правило Кирхгофа для каждого замкнутого контура в сети линейных проводников:

,

где I_i – значение тока, протекающего через сопротивление i-ого проводника R_i, – ЭДС i-ого источника в данном контуре.

Электрическая схема:



Расчетные формулы:
где [R]-Oм

[ ]-м
S –площадь сечения [S]-м^2

[R]-Oм

[ ]-м

d - диаметр проволоки [d]- м


Формулы погрешностей косвенных измерений:





Таблица № 1. Измерение неизвестного сопротивления.

№ опыта	R (Ом)	l1 (м)	l2 (м)	Rx (Ом)
1	101	0,49	0,51	97,039
2	101	0,49	0,51	97,039
3	105	0,48	0,52	96,923
4	104,4	0,485	0,515	98,318
5	94,8	0,51	0,49	98,669
6	92,5	0,515	0,485	98,222
7	90,5	0,52	0,48	98,042

R_{xсредний}=97,750 Ом

Таблица № 2.

Определение удельного сопротивления материала проволоки № 2.

d=1 мм, l=1 м

№ опыта	R (Ом)	l1 (м)	l2 (м)	Rx (Ом)	ρ (мкОм*м)
1	0,6	0,50	0,50	0,600	0,471
2	0,62	0,49	0,51	0,596	0,468
3	0,65	0,485	0,515	0,612	0,480
4	0,67	0,48	0,52	0,618	0,485
5	0,57	0,51	0,49	0,593	0,466
6	0,55	0,515	0,485	0,584	0,458
7	0,56	0,52	0,48	0,607	0,476

R_{xсредний}=0,601 Ом

ρ_1сред =0,472 мкОм*м
Таблица № 3.

Определение удельного сопротивления материала проволоки № 3.

d=0,5 мм, l=1 м

№ опыта	R (Ом)	l1 (м)	l2 (м)	Rx (Ом)	ρ (мкОм*м)
1	2,48	0,5	0,5	2,480	0,4867
2	2,59	0,49	0,51	2,488	0,488
3	2,68	0,485	0,515	2,524	0,495
4	2,69	0,48	0,52	2,483	0,487
5	2,39	0,51	0,49	2,488	0,488
6	2,37	0,515	0,485	2,517	0,494
7	2,3	0,52	0,48	2,492	0,489

R_{xсредний}=2,496 Ом

Ρ_2сред =0,49 мкОм*м
Таблица № 4.

Определение удельного сопротивления материала проволоки № 4.

d=0,7 мм, l=1 м

№ опыта	R (Ом)	l1 (м)	l2 (м)	Rx (Ом)	ρ (мкОм*м)
1	1,23	0,5	0,5	1,230	0,473
2	1,31	0,49	0,51	1,259	0,484
3	1,32	0,485	0,515	1,243	0,478
4	1,34	0,48	0,52	1,237	0,476
5	1,9	0,51	0,49	1,978	0,761
6	1,7	0,515	0,485	1,805	0,694
7	1,5	0,52	0,48	1,625	0,625

R_{xсредний}=1,482 Ом

Ρ_3сред =0,570 мкОм*м
Таблица № 5.

Определение удельного сопротивления материала проволоки № 5.

d=0,35 мм, l=1 м

№ опыта	R (Ом)	l1 (м)	l2 (м)	Rx (Ом)	ρ (мкОм*м)
1	6,75	0,5	0,5	6,750	0,649
2	7,15	0,49	0,51	6,870	0,661
3	7,24	0,485	0,515	6,818	0,656
4	7,35	0,48	0,52	6,785	0,652
5	6,64	0,51	0,49	6,911	0,665
6	6,53	0,515	0,485	6,934	0,667
7	6,41	0,52	0,48	6,944	0,668

R_{xсредний}= 6,859 Ом

Ρ_4сред =0,660 мкОм*м

Погрешность прямых измерений
= 1 мм
Пример вычисления.
Rx =
мкОм*м
погрешность 2%
погрешность 14%

Конечный результат:

Ρ_2сред = (0,490±0,02) мкОм*м

Ρ_3сред = (0,570±0,14) мкОм*м


Рис 1. Зависимость R_x от d
Вывод:

Мост Уитстона является эффективным прибором для нахождения сопротивления резистора или проводника и прочих связанных с ним значений. При проведении опыта было достигнуто близкое удельного сопротивления к действительному. Справочное удельное электрическое сопротивление равняется 0,5 мкОм*м. Как видно из опыта погрешность измерений составляет 2-14%. В остальных опытах результат также имеет наиболее близкое значение.