Wydział IMiIP	Imię i nazwisko Robert Górski Jakub Hałasa	Rok II	Grupa 1	Zespół 2
Pracownia Fizyczna WFiIS AGH	Temat: Mostek Wheatstone’a	Nr ćwiczenia 32
Data wykonania 30.10.2015	Data oddania 13.11.2015	Zwrot do popr.	Data oddania	Data zaliczenia

1. Cel ćwiczenia

Praktyczne zastosowanie praw Kirchhoffa i sprawdzenie zależności określających opór zastępczy dla połączeń szeregowych, równoległych oraz mieszanych.

1. Układ pomiarowy

1. Wstęp teoretyczny

Mostek Wheatstone’a jest elektrycznym układem pomiarowym przeznaczonym do pomiaru z wysoką dokładnością rezystancji z przedziału od ok. 1Ω do ok. 10MΩ. Układ ten pozwala na wyznaczenie wartości rezystancji R_x przy pomocy trzech „wewnętrznych” rezystancji mostka R₁, R₂, R_p o dokładnie znanych wartościach, to znaczy pozwala na określenie funkcji:

R_x = f (R₁, R₂, R_p)

W mostku występuje rezystor mierzony R_x oraz trzy rezystory „wewnętrzne” mostka: R₁, R₂, R_p o regulowanych wartościach: W przekątnej pionowej AB mostka znajduje się detektor zera w postaci galwanometru magnetoelektrycznego G. Jego zadaniem jest wskazywanie stanu równowagi mostka, to znaczy stanu, w którym różnica potencjałów między punktami A i B staje się równa zeru, co pociąga za sobą zanik prądu I_g. Stan taki osiąga się w wyniku regulacji rezystencji R₁, R₂, R_p, zaś sam proces regulacji nazywany jest równoważeniem mostka.

Galwanometr magnetoelektryczny – elektryczny miernik wskazówkowy, składający się tylko z ustroju, co oznacza, że jest on pozbawiony układu. Mierzona wielkość elektryczna jest tu bez jakiegokolwiek przetworzenia doprowadzana bezpośrednio do ustroju pomiarowego. Stąd galwanometry mają niewielkie zakresy pomiarowe napięcia i prądu. Ważnym ich zastosowaniem, oprócz pomiaru niewielkich wartości prądu i napięcia, jest rola detektorów zera (wskaźników równowagi) w układach pomiarowych, takich jak mostki czy kompensatory napięcia stałego.

1. Wyniki pomiarów

Tabela 1.

Długość drutu: 1000 mm

Opór wzorcowy

a [mm]

Rx1 [Ω]

$\overset{\overline{}}{R}$x1 = 13,661

Tabela 2.

Długość drutu: 1000 mm

Opór wzorcowy

a [mm]

Rx1 [Ω]

$\overset{\overline{}}{R}$x2 = 37,48

Połączenie szeregowe

Opór wzorcowy	220	160	110	73	70	50	35	27	23	12
a[mm]	200	250	300	400	450	500	600	650	700	800
R [Ω]	55	53,34	47,14	48,67	57,27	50	52,5	50,14	53,67	48
$\overset{\overline{}}{R}$ = 51,57	u(R) = 1,043	R(obl) = 51,14	u(Robl) = 0,63

Połączenie równoległe

Opór wzorcowy	42	24	15	11	9	8	6	5	4	2,5
a[mm]	200	300	400	450	500	550	600	650	700	800
R [Ω]	10,5	10,28	10	9	9	9,78	9	9,29	9,34	10
$\overset{\overline{}}{R}$ = 9,62	u(R) = 0,178	R(obl) = 10,012	u(Robl) = 0,096

1. Wnioski

Wielkości mierzone za pomocą mostka Wheatstone’a okazały się bardzo dokładne. Wielkości teoretyczne są bardzo bliskie wartościom zmierzonym. Drobne błędy wynikały z braku idealnego zrównoważenia mostka oraz rezystancji przewodów oraz styków, które nie były brane pod uwagę w obliczeniach. Widzimy więc, że metoda pomiaru za pomocą mostka Wheatstone’a jest bardzo dokładna i warto jej używać w celu dokładnego wyznaczania pojemności.