WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

LABORATORIUM FIZYCZNE

Grupa szkoleniowa: E5D9 Podgrupa: 1 Prowadzący: dr inż. Wiśniewski

Łukasz Madej Ocena z przygotowania Ocena końcowa:

Dawid Kruk do ćwiczeń:..................... ...........................

Sprawozdanie z Pracy Laboratoryjnej nr 13

Temat pracy: Pomiar rezystancji za pomocą mostka prądu stałego

I. Wstęp teoretyczny

Przy pomiarach rezystancji R ( opór czynny ) oraz reaktancji X ( X_C =
; X_L =
- opór bierny) obwodów elektrycznych, zarówno przy prądzie stałym jak i zmiennym najczęściej stosuje się układy określone jako mostkowe. W praktyce mostkiem utarło się nazywać układ czterogałęziowy przedstawiony na Rys. 1.

Rys. 1. Schemat układu mostkowego

W zależności od sposobu zasilania, mostki dzieli się na zasilane ze źródła prądu stałego tzw. Stałoprądowe, impulsowe i zmiennoprądowe.

Mostek stałoprądowy w układzie czteroramiennym nazywa się mostkiem Wheatstone'a (Rys. 2.) i jest najbardziej rozpowszechniony przy pomiarach rezystancji. W jego skład wchodzą cztery ramiona oporowe R₁, R₂, R₃, R₄, wskaźnik równowagi (galwanometr) o rezystancji R₅ i źródło o sile elektromotorycznej E oraz rezystancji wewnętrznej R₆.

Chcąc wyznaczyć prąd I₅ płynący na wskaźniku równowagi korzy=stamy odpowiednio z drugiego oraz pierwszego prawa Kirchoffa. Po wyznaczeniu prądu I₅ korzystając z warunku równowagi mostka ( prąd I₅ = 0 ) otrzymujemy

R₁ R₃ - R₂ R₄ = 0

Rys. 2. Mostek Wheatstone'a

Po przekształceniu wzór ma postać

W przypadku gdy rezystancje ( R₂ + R₃ ) zastąpimy drutem ślizgowym, warunek równowagi mostka ma postać:

Dokładność pomiaru nieznanej rezystancji R_X określa błąd względny systematyczny w postaci:

II. Opracowanie wyników pomiarów

Tabela pomiarowa:

	K	RX [Ω]	RZ[Ω]	l2 [mm]	l3 [mm] (l1-l2)	Δl2
I	1	180	174,4	500	500	0,5
		2	180	174,4	499	501	0,5
	II	1	330	324,4	500	500	0,5
		2	330	324,4	501	499	0,5
	III	1	680	663,0	500	500	1,5
		2	680	663,0	503	497	1,5
	IV	1	860	840,0	500	500	1,5
		2	860	840,0	503	497	1,5
	V	1	129,5	137,7	500	500	1,0
		2	129,5	137,7	498	502	1,0

1. Obliczenia

1.1 Wyliczenie poszczególnych rezystancji

Korzystamy ze wzoru:

I ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

II ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

III ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

IV ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

V ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

1.2 Obliczenie błędu dla poszczególnych wartości rezystancji

Korzystamy ze wzoru:

I ) l₂śr = 499,5 mm

II ) l₂śr = 500,5 mm

III ) l₂śr = 501,5 mm

IV ) l₂śr = 501,5 mm

V ) l₂śr = 501,0 mm

1.3 Obliczenie błędu względnego granicznego wartości rezystancji

Korzystamy ze wzoru:

I ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

II ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

III ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

IV ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

V ) dla klucza w położeniu 1.

dla klucza w położeniu 2.

III. Wnioski

Celem ćwiczenia było badanie rezystancji przy pomocy rezystora zatyczkowego oraz suwaka reochordu. Zadanie polegało na takim doborze rezystancji na rezystorze zatyczkowym oraz ustawieniu suwaka w takim położeniu aby przez galwanometr nie płynął prąd.

Doświadczenie było przeprowadzone dość dokładnie na co wskazują wyniki pomiarów, które są zbliżone do wartości badanych w ćwiczeniu. Jednak nie mieszczą się one w tolerancji błędu granicznego.

Pomiary przebiegały bez zbędnych zakłóceń i szczególnych trudności. Dysponując tylko czterema opornikami można było poprzez różne połączenia uzyskać różne rezystancje, co wpłynęło pozytywnie na atrakcyjność tego doświadczenia. Również poprzez możliwość manewrowania zatyczkami na rezystorze zatyczkowym ćwiczenie było bardzo ciekawe.

---