Wydział GGiIŚ	1. Jadwiga Kuzera 2 Katarzyna Kropatwa	Rok II	Grupa 6 lab	Zespół 18
PRACOWNIA FIYCZNA WFiIS AGH	Temat: Mostek Wheatstone’a	Nr ćwiczenia: 32
Data wykonania: 22.10.2012	Data oddania: 05.11.2012	Zwrot do popr:	Data oddania:	Data zaliczenia:

Ćwiczenie nr 32: Mostek Wheatstone’a

Cel ćwiczenia:

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

Wprowadzenie:

• I prawo Kirchoffa:

Algebraiczna suma natężeń prądów wpływających do węzła sieci musi być równa zeru.

I₁+I₂ + ... + I_i = 0

• II prawo Kirchoffa:

Suma różnic potencjałów obliczonych kolejno wzdłuż zamkniętej pętli sieci równa się zeru:

U₁+U₂ + ... + U_i = 0

• Prawo Ohma:

Stosunek napięcia między końcami przewodnika do natężeń prądu jest wielkością stałą, nazywaną, opornością:

$$R = \frac{U}{I}$$

Z zastosowania powyższych zależności możemy ustalić wartość oporu zastępczego dla układu oporów połączonych:

-szeregowo:

R_z = R₁+R₂+...+R_i

-równolegle:

$$\frac{1}{R_{z}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + ... + \frac{1}{R_{i}}\text{\ \ \ \ \ }$$

Mostek Wheatstone’a jest układem do pomiaru oporów. Tworzy go

połączenie czterech oporów: Rx, R2, R3, R4 oraz galwanometru o oporze R5. Mostek jest

zasilany z ogniwa galwanicznego lub zasilacza o sile elektromotorycznej E i oporze

wewnętrznym re

Rys.1

Mostek Wheatstone’a używany w ćwiczeniu przedstawiono na rysunku 1. Prąd płynący

z ogniwa galwanicznego E rozgałęzia sięw punkcie A. Jedna jego częśćpłynie przez

szeregowo połączone opory Rxi R, druga przez przewód AB. Przez zmiany położenia suwakazmienia sięstosunek oporów Ra do Rb.

Metoda Wheatstone’a porównywania oporów polega na tzw. równoważeniu mostka, to

znaczy na takim dopasowaniu oporów, by potencjały w punktach D i punkcie gdzie znajduje się suwak (x)były równe

(Vx= VD), czyli żeby prąd płynący przez galwanometr G był równy zeru.

Po zrównoważeniu mostka dochodzimy do zależności:

$$R_{x} = R \frac{x}{l - x}$$

Gdzie:

R_x- szukana wartość oporu,

R- ustalona wartość oporu,

x- położenie suwaka,

l- długość listwy z drutem oporowym,

Układu pomiarowy:

1. Listwa z drutem oporowym, zaopatrzona w podziałkę milimetrową i kontakt ślizgowy, umożliwiający zmiany długości odcinków x i y.

2. Opornica dekadowa R

3. Symbolem R_x oznaczono zestaw oporników wmontowanych na odpowiedniej płytce z pleksiglasu.

4. Mikroamperomierz G jako wskaźnik zerowania mostka. Jego czułość można regulować.

5. Zasilacz stabilizowany

Wykonanie ćwiczenia:

Z dostępnych elementów łączymy obwód elektryczny według schematu na rys.1, podłączając kolejno za R_x 4 nieznane opory: R₁,  R₂, R₃oraz R₄.

Następnie dokonujemy pomiarów dla R_x składającego się z połączonych szeregowo, równolegle oraz w sposób mieszany(rys.2) oporów R₁,  R₂, R₃i R₄.

Rys. 2 Układ mieszany oporów.

R_xliczymy w tym przypadku również ze wzorów posługując się wyliczonymi wcześniej wartościami R₁,  R₂, R₃i R₄. Wartość tę oznaczymy jakoR_obl.