skanuj0075

Ćwiczenie 12 *

Pomiar oporu elektrycznego i wyznaczanie oporu właściwego metali

I. Wprowadzenie

Opór elektryczny R jest wielkością charakterystyczną dla danego przewodnika. Zgodnie z prawem Ohma stosunek napięcia U, przyłożonego do końców przewodnika, do natężenia prądu / płynącego przez przewodnik jest wielkością siatą, którą nazywamy oporem elektrycznymi?:

Opór przewodnika zależy od jego długości /, przekroju poprzecznego S oraz rodzaju materiału z jakiego wykonany jest przewodnik i wyraża się wzorem:

R =    (2)

Występujący w (2) współczynnik proporcjonalności p nosi nazwę oporu właściwego.

Opór właściwy jest to opór przewodnika o długości lm i polu przekroju lm² (czyli sześcianu o boku lm).

Pomiaru oporu elektrycznego można dokonać różnymi sposobami:

a)    miernikiem elektrycznym odpowiednio wzorcowanym - omomierzem,

b)    z prawa Ohma (1) - mierząc napięcie U i natężenie prądu I,

c)    metodami mostkowymi (np. mostkiem Wheatstone’a dla średnich wartości oporów),

d)    metodami kompensacyjnymi.

" Opracował A.Kubisz.

15:1)

C

1.1. Mostek Wheatstone’a

Schemat mostka Wheatsto-ne’a przedstawiony jest na rys.l. Obwód mostka składa się z dwóch równoległych gałęzi ACB i ADB.

Między punktami A i B, na podziałce milimetrowej, rozciągnięty jest kalibrowany drut oporowy o długości 1,000 m.

W gałęzi AC wpięty jest rnie- Rys.l. Schemat szkolnego mostka Wheatstone’a rzony opór R_x, a w gałęzi CB

opór wzorcowy RMiędzy punktem C i suwakiem D wpięty jest galwanometr G o stałej ~ 10~⁹ A7dz. Mostek zasilany jest poprzez opór R stałym napięciem U (kilka woltów).

Pomiar polega na doprowadzeniu mostka do równowagi, która występuje wówczas, gdy przez galwanometr nie płynie prąd. Dokonujemy tego przesuwając styk D wzdłuż drutu AB tak, aby uzyskać /_g=0.

Gdy mostek jest w równowadze, to spełnione są wówczas następujące zależności:

4=0/    4=4;    /₃=/₄

oraz równość napięć w gałęziach AC i AD:

(3)

(4)

(5)

h ■ Rx - 4 ■ R\

i gałęziach CB i DB:

Ią ■ Rn — 4 • R₂ ■

Dzieląc stronami równania (3) i (4) przez siebie otrzymujemy:

K _

r_n

a stąd:

(6)