Halina Gbiorczyk |
TEMAT: Pomiar rezystancji
|
POLITECHNIKA WROCAWSKA INSTYTUT FIZYKI |
Sprawozdanie z wiczenia Nr 43. |
Wydzia Informatyki i Zarzdzania II Rok |
DATA: 07.10.1997 OCENA |
1.Cel wiczenia:
Celem wiczenia jest wyznaczenie rezystancji oporników przy pomocy dwóch metod:
-metody technicznej
-metody mostkowej
2.Wykorzystywane twierdzenia i pojcia :
Prawo Ohma : Natenie prdu elektrycznego w przewodniku jest wprost
proporcjonalne do przyoonego napicia i odwrotnie proporcjonalne do
oporu elektrycznego przewodnika.
Wzór :
U
R =
I
Prawa Kirchhoffa : 1.Suma nate prdów wpywajcych do wza jest równa sumie
nate prdów wypywajcych z wza.
Wzór :
I 1 + I 2 = I
3.Opis:
Metoda techniczna:
Metoda techniczna polega na bezporednim pomiarze napicia i natenia prdu.
Pomiaru napicia dokonujemy na kocówkach rezystora przy pomocy woltomierza oraz natenia prdu pyncego przez opornik przy pomocy amperomierza. Rezystancj obliczamy na podstawie prawa Ohma i Kirchhoffa.
Wyróniamy dwa ukady , przy pomocy których moemy dokona pomiarów.
Rysunek nr:1.
Woltomierz V jest wczony równolegle do mierzonego opornika Rx. Woltomierz wskazuje napicie Uv, które jest takie same jak napicie na kocówkach badanego opornika Rx.. Miliamperomierz wskazuje natenie prdu Ia, bdce sum natenia prdu I pyncego przez opornik Rx i natenia prdu Iv pyncego przez woltomierz.
Korzystajc z prawa Ohma i praw Kirchhoffa otrzymujemy zaleno:
Wzór 1 :
Uv
Rx =
Uv
Ia -
Rv
Uv
gdzie Rv = to rezystancja wewntrzna woltomierza.
Iv
Rysunek nr:2
Ukad ten róni si od poprzedniego tym, e woltomierz jest poczony równolegle z opornikiem Rx i amperomierzem. Amperomierz wskazuje natenie prdu Ia , które jest takie samo jak natenie prdu pyncego przez opornik Rx. Woltomierz wskazuje napicie Uv, które jest sum napicia U na badanym oporniku i napicia Ua na amperomierzu.
Rezystancj okrela wzór :
Wzór 2 :
Uv - Ia Ra
Rx =
Ia
Ua
gdzie Ra = to rezystancja wewntrzna amperomierza.
Ia
Z wzoru 1 i wzoru 2 wynika , e aby zmierzy Rx , naley zna rezystancj wewntrzn woltomierza lub amperomierza. W metodzie technicznej dy si do maksymalnego uproszczenia pomiarów i oblicze. Rx moemy wic obliczy z zalenoci ( odpowiednio musimy dobra ukad i mierniki) :
Wzór 3 :
Uv
Rx =
Ia
W ukadzie z rysunku nr .1 wzór :3 bdziemy mogli zastosowa wtedy, gdy natenie prdu pyncego przez woltomierz bdzie duo mniejsze od natenia prdu pyncego przez badany opornik, tak wic gdy Rv >>Rx. Rezystancja woltomierza jest wiksza od rezystancji Rx.. Ukad jest wykorzystywany, gdy mierzona rezystancja Rx jest maa.
W ukadzie z rysunku nr .2 wzór :3 bdziemy mogli zastosowa wtedy, gdy spadek napicia na amperomierzu bdzie znacznie mniejszy od spadku napicia na oporniku Rx, czyli Ra << Rx.. Rezystancja amperomierza jest mniejsza od mierzonej rezystancji Rx. Uklad jest wykorzystywany do pomiaru duych rezystancji Rx.
Metoda mostkowa :
Rysunek nr: 3
Metoda mostkowa pomiaru rezystancji polega na wykorzystaniu cztero ramiennego mostka zwanego mostkiem Wheatstone'a. Ramiona mostka tworz oporniki Rx ( badany opornik ), R1,R2,R3,R4. W przektn mostka wczony jest galwanometr G. Mostek jest zasilany przez 
ródo Z. Pomiar polega na doprowadzeniu mostka do stanu równowagi poprzez zmian rezystancji R2. Mostek jest zrównowaony , gdy przez galwanometr nie pynie prad. Czyli rónica potencjaów pomidzy punktami C i D jest równa 0 , a wic Vc=Vd. Z równoci tej wynika, ze napicie pomidzy punktami A i C jest równe napiciu pomidzy punktami A i D.
Czyli
Uac = Uad
Ucb = UDB
Poniewa w stanie równowagi mostka przez galwanometr prd nie pynie, wic natenie prdu pyncego przez rezystory RX i R2 jest takie samo i wynosi I1. Podobnie natenie prdu pyncego przez oporniki R3 i R4 wynosi I2.Zatem na podstawie prawa Ohma powysze równoci mona zapisa nastpujco :
Wzór :
I1 RX = I2 R3
oraz
I1 R2 = I2 R4
Dziel stronami powysze równania otrzymamy:
RX = R2 ------------
Tak wic znajomo wartoci R2 R3 R4 w tsnie równowagi mostka umoliwia wyznaczenie RX.
Czsto wykorzystywany jest liniowy mostek Wheatstone'a. W mostku tym R3 R4 zastpuje opornik drutowy o staym przekroju i ustalonej dugoci. Wzdu drutu lizga si kontakt K poczony z galwanometrem. Stosunek R3/R4 mona zastpi l1 /l2 otrzymujc
Rysunek nr: 4.
Wzór:
W pomiarach mostkiem Wheatstone'a dy si do tego, aby R3 = R4 (l1 =l2), wówczas dokadno pomiarów bdzie najwiksza. Tak wic znajomo l1 ,l2 R3 umoliwia wyznaczenie Rx.
4.Obliczenia:
Opornik Warto Jednostka Wielko
1. R - 21 0,1 maa
2. R - 25 11 rednia
3. R - 23 40 dua
|
|
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
77, Cwiczenie 77 d, TARASIUK
70, Cwiczenie 70 d, TARASIUK
70, Cwiczenie 70 e, TARASIUK
58, Cwiczenie 58 b, TARASIUK
Äwiczeniee 43, materiaĆy naukowe do szkĂłĆ i na studia, chemia fizyczna moja, Chemia fizyczna, Opraco
Äwiczenie 43, cw43wstep (1), Uniwersytet WrocĆawski, Instytut Fizyki DoĆwiadczalnej, I Pracownia
tematy ÄwiczeĆ laboratoryjnych fizyka Cwicz 43
cwiczenie 43 FIZYKA H1, Politechnika WrocĆawska, W-5 WydziaĆ Elektryczny, Fizyka G2, fiza laborki, f
Äw nr 24, Lab fiz 24, Äwiczenie 43
cwiczenie 43 (2)
Äwiczenie nr 43(1)
43 -kopia, sprawozdania, Fizyka - Labolatoria, Äwiczenie nr43
Äwiczeniee 43Aneta Ćoboda, materiaĆy naukowe do szkĂłĆ i na studia, chemia fizyczna moja, Chemia fizy
Äwiczenie nr 43, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
43, studia, Budownctwo, Semestr II, fizyka, Fizyka laborki, Fizyka - Labolatoria, Äwiczenie nr43
CWICZENIE 43, Studia, AAAASEMIII, 3. semestr, Elektrotechnika II
wiÄcej podobnych podstron