Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Вимірювання опору методом місткової схеми
Мета роботи - вивчити метод місткової схеми вимірювання опорів, вимірити невідомі опори ряду провідників і опори при їхньому паралельному з'єднанні. Метод вимір ювання Розглянемо наступну схему з'єднання резисторів, джерела струму і гальванометра, яку називають містковою схемою (місток Уітстона) (рис. 8.1).
Рис.8.1
Використовуючи правила Кірхгофа для розрахунку складного розгалуженого кола, одержимо систему лінійних алгебраїчних рівнянь щодо невідомих струмів в окремих ділянках кола I1 , I2 , IAД, IДC, IГ, I:
Вузли Контури A: I – I1 - IAД = 0; АВДА: I1R1 + IГRГ - IAДRAД = 0;
Д: IAД + IГ – IДC = 0; ВДСВ: IГRГ + IДCRДC - I2R2 = 0; (1)
C: IДC + I2 – I = 0; САДС: Ir + IAДRAД + IДCRДC = E.
Місткова схема вважається збалансованою, якщо струм через гальванометр відсутній, тобто IГ=0. У зв'язку з цим система рівнянь (1) істотно спроститься IAД = IДC; IДC + I2 - I1 - IAД = 0; I1 = I2; (2) I1R1 = IAДRAД; I2R2 = IДCRДC. Якщо поділити одне на друге останні два рівняння, то одержимо відому умову , чи R1 RДC = R2RAД. (3)
На цій умові засноване застосування місткової схеми для вимірювання опорів. Ділянка AС (реохорд) виготовляється з однорідного дроту з великим питомим опором, так що відношення можна замінити відношенням довжин відповідних ділянок . Таким чином, за умови IГ = 0 і відомих величин опору R1 і довжин ділянок АД і ДC можна знайти невідомий опір R2 (метод місткової схеми).
Опис лабораторної установки Схема лабораторного макету представлена на рис. 8.2. Рис.8.2
У нього входять: резистор з відомим опором R, резистор з невідомим опором Rx1, мікроамперметр, реохорд АС з повзунком D і джерело постійної напруги.
Прилади і при ладдя Резистор з відомим опором R=1183 Ом; резистори з невідомими опорами Rx1, Rx2, Rx3; реохорд зі шкалою; мікроамперметр із середнім нульовим положенням стрілки; джерело постійної напруги, набір з’єднувальних провідників. Порядок виконання роботи 1. Зібрати схему рис. 8.2 з резистором Rx1. Ввімкнути живлення. Завдання 1. 1.1. Переміщуючи повзунок реохорда, встановити силу струму, яка дорівнює нулю. 1.2. Вимірити за шкалою реохорда довжини l1 і l2 і результати вимірювань записати в таблицю 8.1. Вимірювання повторити ще два рази, обчислити середні значення l1 і l2, результати вимірювань і обчислень записати в табл. 8.1. 1.3. Від’єднати резистор Rx1 і підключити резистор Rx2. Виконати дії згідно з п. 1.1 і 1.2 і результати записати в табл. 8.1. 1.4. Приєднати до клем В і С замість Rx2 два резистори Rx1 і Rx2, з'єднані паралельно. Виконати дії згідно з п. 1.1 і 1.2. Результати записати в табл. 8.1. 1.5. Використовуючи середні значення величин l1 і l2 з даних таблиці 8.1 у кожному з трьох випадків, обчислити невідомі опори Rx1, Rx2 і опір паралельно з’єднаних провідників Rx12 за формулами Rxi = R , i =1, 2; Rx12 = R . Очевидно, що у кожному випадку підключення різних резисторів слід брати свої значення l1 і l2 . Результати записати в табл. 8.1.
6. Обчислити опір Rx12 двох паралельно з'єднаних резисторів з опорами Rx1 і Rx2 за теоретичною формулою . Результат записати в табл. 8.1. Завдання 2. 2.1.Від’єднати резистори Rx1 і Rx2 і замість них підключити Rx3. Виконати дії згідно з n.п. 1.1 і 1.2. Результати записати в табл. 8.1. 2.2.Приєднати до клем В і С замість Rx3 два резистори з опорами Rx1 і Rx3, з'єднані паралельно. Виконати вимірювання і обчислення згідно з п. 1.1 і 1.2. Результати записати в таблицю 8.1. 2.3. Використовуючи середні значення величин l1 і l2 з даних таблиці 8.1 у кожному з двох випадків, обчислити невідомі опори Rx3 і Rx13 за формулами
Rx3 = R , Rx13 = R . Результати занести в табл. 8.1. 2.4. Визначити опір Rx13 двох паралельно з'єднаних резисторів з опорами Rx1 і Rx3 за теоретичною формулою
. Результат занести в табл. 8.1. Завдання 3. 3.1.Приєднати до клем В і С замість Rx3 і Rx1 два резистори з опорами Rx2 і Rx3, з'єднані паралельно. Виконати виміри і обчислення згідно з п. 1.1 і 1.2. Результати записати в табл. 8.1. 3.2. Використовуючи середні значення величин l1 і l2 з даних табл. 8.1, обчислити невідомий опір Rx23 за формулою Rx23 = R . Результат занести в табл. 8.1.
3.3. Визначити опір Rx23 двох паралельно з'єднаних резисторів з опорами Rx2 і Rx3 за теоретичною формулою . Результат занести в табл. 8.1. У завданнях 1, 2 і 3 визначити відносні й абсолютні похибки вимірювання опорів, вважаючи, що (10%) і = 1 мм. Таблиця 8.1
Контрольні запитання
1. Сформулювати перше і друге правила Кірхгофа. 2. На основі яких законів складені правила Кірхгофа? 3. У чому полягає суть методу місткової схеми для вимірювання опору? 4. Записати і проаналізувати формули для опорів паралельно і послідовно з’єднаних резисторів. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9 |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 261; Нарушение авторского права страницы