Ćwiczenie 42, Ćwiczenie 42 (3), Kinga Mucha


Maciej Zawadzki TriL grupa 4

42 Wyznaczanie oporu elektrycznego metodą mostka Wheatsone'a .

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie oporu elektrycznego metoda mostka Wheatsone'a.

MostekWheatsone'a jest to rodzaj elektrycznego urządzenia pomiarowego służącego do mierzenia średnich wartości (<0,1 Ω) oporu elektrycznego .

Przedmiotem naszego badania jest opór elektryczny, aby go wyznaczyć korzystamy z:

konstantantu gdzie R =[1Ω m]

stali gdzie R =[Ω m ]

Opór ten jest określony jako stosunek napięcia prądu elektrycznego „U” połączonego przez przewodnik o natężeniu „I”, jest to wielkość stała.

Wzór na obliczenie oporu R=U/I , wynika z treści prawa Ohma , które mówi, że natężenie prądu płynącego przez ten przewodnik jest proporcjonalne do napięcia prądu przyłożonego do jego końców .

Jednostką oporu elektrycznego jest „om”, który wyraża się stosunkiem:

1[Ω] =[1V] / [1Α]

Potrzebna nam będzie także znajomość wzoru a opór właściwy, który wyraża się następująco : p=R s/l.

Wykonując dane ćwiczenie będziemy potrzebować znajomości prawa Kirchoffa:

I Prawo Kirchoffa: suma algebraicznych natężeń prądów wpływających i wypływających z węzła , czyli punktu obwodu w którym zbiega się kilka przewodów (m>3) równa się zeru.

II Prawo Kirchoffa: w obwodzie zamkniętym suma sił elektromagnetycznych równa się sumie spadków napięcia na oporach.

Podczas przeprowadzania ćwiczenia będziemy posługiwać się następującymi skrótami literowymi:

l- długość przewodnika

S- pole przekroju przewodnika

R- opór elektryczny

Jednostka oporu elektrycznego jest [1Ω] [1m]

R - opornik wzorcowy

R -opornik badany

Z- źródło prądu stałego

G- galwanometr

W- włącznik z oporem zabezpieczającym

Po uprzednim sprawdzeniu sprawności wszystkich urządzeń przystąpiliśmy do przeprowadzania ćwiczenia. Ustawiamy na opornicy dekadowej opór 10 Ω i włączamy zasilacz, ustawiamy suwak tak, żeby galwanometr wskazywał wartość 0. Na podziałce odczytujemy długości l , l . Korzystając, ze wzoru na opór badany R =l /l R obliczam jego wartość. Podczas następnych trzech pomiarów przyjmujemy przybliżone wartości wcześniej otrzymanego oporu badanego. Otrzymane wyniki pomiarów zapisujemy zarówno dla przewodnika typu konstantan jak i stal do tabeli pomiarów.

Po przeprowadzonych badaniach i zanotowaniu wyników przystąpiliśmy do obliczania rachunku błędu.

OBLICZENIA

I stal:

R = l /l ×R = 2,44

R =l /l ×R =2,21

R =l /l ×R =2.38

R = l /l ×R =2.47

Obliczamy średnią wartość oporu badanego korzystając ze wzoru :

R = R +R + R /3=2,37

II konstantan

R = l /l ×R =54,93

R =l /l ×R =54,72

R =l / l ×R =54

R =l /l ×R =53,9

Obliczamy średnią wartość oporu badanego :

R =R + R + R / 3 =54,39

Połączenie szeregowe i równoległe przy oporniku. Wypadkowy opór układów:

R = l /l × R =58,2

R =l /l ×R =2,6

Obliczamy również opór właściwy dla każdego przewodnika ze wzoru

p = R×S/l

  1. dla stali

l=7,5m

R =2,37Ω

Φ = 0,7×10 m

r =0,35×10 m

S =πr

S = 3,14×[0,35×10 ] = 0,38×10 m

p =R×S/l = 0,1220193×10 Ω×m

  1. dla konstantan

l=7,25m

R =54,39Ω

Φ =0,3×10 m

r= 0,15× 10 m

S=πr

S=3,14×[0,15×10 ] =0,07×10

p =R×S/l =0,53267×10 Ω×m

RACHUNEK BŁĘBU

Błąd względny dla pomiaru oporu ΔR / R obliczamy ze wzoru:

ΔR / R = ΔR / R + Δl /l + Δl / l

Przyjmujemy błędy bezwzględne Δl i Δl równe 0,2m i ΔR =0,05Ω Δl = 0,002m

a) (stal)

0. ΔR /R =ΔR / R +Δl / l +Δl /l =1,27

1. ΔR / R = ΔR /R +Δl / l +Δl / l =0,82

2. ΔR / R = ΔR / R + Δl /l + Δl /l =0,82

3. ΔR / R = ΔR / R +Δl /l +Δl /l =0,82

(R +R +R +R )/4=3,73

b) konstantan

0. ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl /l =1,66

1. ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl / =0,7

2. ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl /l = 0,8

3. ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl /l =0,8

(R +R +R +R )/4=0,99

połączenie szeregowe.

ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl /l =0,8

połączenie równoległe.

ΔR /R =ΔR /R +Δl /l +Δl /l = 0,82

Korzystając ze wzoru na błąd względny wynika, że:

Średnia dla stali wynosi 0.03, a dla konstantanu 0.03

Δρ/ρ=ΔR + 2Δφ/φ + Δl/l

Δρ/ρ=0.038 × 100%=3.8% - dla stali

Δρ/ρ=0.037 × 100%=3.7% - dla konstantanu

Pojedyncze opory

Rodzaj przewodnika

Długość

l [m]

Średnica

Φ [m]

Pole przekroju

S [m ]

Opór właściwy [Ω×m]

a ) stal

7,5

0,7×10

0,38×10

*ρ =0,1220193×10

b) konstantan

7,25

0,3×10

0,07×10

ρ=53,26×10

Przewodnik

Nr

Pomiaru

Opór wzorc. R [Ω]

Odległość

l [m]

Odległość l [m]

Opór badany

R [Ω]

Średnia wartość oporu badanego

a)

0

10

0,19

0,8

2,43

R =2,37Ω

1

2,3

0,49

0,51

2,21

2

2,2

0,52

0,48

2,46

3

2,4

0,5

0,49

2,46

b)

0

10

0,84

0,15

54,93

R =54,39Ω

1

53

0,5

0,49

54,72

2

54

0,5

0,5

54

3

55

0,49

0,5

53,91

Układ oporów

Rodzaj połączenia

Opór wzorc.

R [Ω]

Odległość

l [m]

Odległość

l [m]

Opór wypadkowy

Szeregowe

56

0,51

0,49

R =58,28

Równoległe

2,5

0,51

0,49

R =2,6

Podczas przeprowadzania doświadczenia można wywnioskować, że gdy opór wzorcowy wzrasta to proporcjonalnie do niego opór badanego przewodnika (tutaj stal i konstant) proporcjonalnie się obniża.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie oporu elektrycznego metodą mostka Wheatstone’a 4, Kinga Mucha
miernictwo, ćwiczenie1, Model: Ni 42
Ćwiczenie 42, Ćwiczenie 42 (1), S
cwiczenie 42 (2)
Ćwiczenie1 42, Studia, Fizyka, LABORKI
cwiczenie 42 kaustyfikacja sody, Technologia chemiczna, Technologia nieorganiczna
Cwiczenie 42 (7), 2.Elektryczność
Ćwiczenie 42, Ćwiczenie 42 (8), Nowak Marek
Ćwiczenie nr 42, sprawozdania, Fizyka - Labolatoria, Ćwiczenie nr42

więcej podobnych podstron