Gołąbecki Mateusz

Budownictwo

Rok 1, gr. 2

Ćwiczenie 42

Wyznaczanie oporu elektrycznego metodą mostka Wheatstone'a.

Celem doświadczenia jest wyznaczenie oporu elektrycznego. Najbardziej optymalną metodą jest wyznaczenie go poprzez mostek Wheatstone'a.

Na początku zbudowaliśmy obwód elektryczny (tak jak na rysunku). Przy otwartym wyłączniku W ustawiliśmy opornicę dekadową R_w na wartość 10Ω i włączyliśmy zasilacz Z. Dobraliśmy położenie suwaka D na strunie tak, aby galgometr wskazywał wartość 0. Potem zamknęliśmy wyłącznik, aby bardziej precyzyjnie ustalić odległości l₁ i l₂.

Ze wzoru
obliczyliśmy wartość szukanego oporu. Wyznaczoną wartość przypisaliśmy dla R₀. Następnie wykonaliśmy trzy pomiary postępując tak, jak wyznaczaliśmy R_x, jednak ustawiając opornicę dekadową na wartości zbliżone do R₀. W ten sposób otrzymaliśmy trzy wartości: R₁, R₂, R₃. Jako właściwą wartość oporu R_x≡R_a przyjmujemy średnią arytmetyczną:
. Identycznie wyznaczyliśmy nieznany opór następnego opornika - R_b.

Następny etap doświadczenia polegał na połączeniu obu oporników szeregowo i dokonaniu pomiaru wypadkowego za pomocą mostka Wheatstone'a. To samo wykonaliśmy dla połączenia równoległego. Z zależności R = ρ·l/S obliczyliśmy opory właściwe badanych oporników.

RACHUNEK BŁĘDU:

Błąd bezwzględny pomiaru oporu, ΔR_x/R_x, obliczamy metodą pochodnej logarytmicznej. Otrzymujemy:
, czyli dla pomiaru 2 przy oporniku a(stali) mamy:

;

Zatem dla pomiaru drugiego przy oporniku a, R_x=2,747-0,01801=2,72899;

Natomiast dla pomiaru drugiego przy oporniku b(konstantanu) otrzymujemy:

;

Zatem dla pomiaru drugiego przy oporniku b, R_x=52,704-0,018=52,686.

Natomiast błąd względny oporu właściwego wynosi:
;

• Dla stali:
  ;

• Dla konstantanu:
  

WNIOSKI:

---