Norbert Choma 12.04.2006

I RAT grupa A

SPRAWOZDANIE 6.

Pomiar rezystancji metodą mostkową.

1. Prawa opisujące przepływ prądu.

Prawo Ohma

Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do wielkości przyłożonego napięcia:

Wartość oporu zależy od materiału z jakiego wykonany przewodnik, jego kształtu i rozmiarów.

I prawo Kirchhoffa

Suma natężeń prądów wpływających do węzła I ₊ jest równa sumie natężeń prądów wypływających z węzła I _{- .}

II prawo Krichhoffa

W dowolnym obwodzie zamkniętym suma spadków napięć na opornikach i oporach jest równa sumie sił elektromotorycznych źródeł prądu.

2. Doświadczenia.

Do wykonania poniższych doświadczeń użyliśmy dwóch oporników, techniczny mostek Wheatstone'a, zasilacz napięcia stałego (U = 12 V) oraz miernik uniwersalny.

1. wyznaczanie rezystancji za pomocą mostka Wheatstone'a.

Za pomocą mostka wyznaczyliśmy wartość oporu oporników, które wynoszą

kolejno:

Następnie połączyliśmy oporniki szeregowo i za pomocą mostka wyznaczyliśmy doświadczalnie wartość oporu zastępczego, która równa była:

Na podstawie znajomości oporów oporników R₁ i R₂ obliczyliśmy opór zastępczy układu, który wynosi:

Niepewność pomiarowa wyliczona za pomocą różniczki zupełnej:

Po podłączeniu oporników równolegle, wartość oporu zastępczego zmierzonego doświadczalnie za pomocą mostka wynosiła:

Na podstawie znajomości oporników R₁ i R₂ obliczyliśmy wartość oporu zastępczego układu, który wynosi:

Niepewność pomiarowa wyliczona za pomocą różniczki zupełnej:

2. badanie relacji prądowo-napięciowych w obwodach.

Po uprzednim zestawieniu układu zgodnie ze schematem zawartym w ćwiczeniu, wstawieniu w odpowiednie miejsce amperomierza (zakres 20mA DC) i woltomierza (zakres 20V DC) zmierzyliśmy napięcie U₁ i U₂ oraz prąd płynący w obwodzie:

Zestawiliśmy drugi układ pomiarowy zgodnie ze schematem zawartym w ćwiczeniu. W wolne miejsca wstawiliśmy amperomierz (zakres 20 mA DC) oraz trzy woltomierze. Następnie odczytaliśmy pomiary z urządzeń które wskazywały poniższe wartości:

Korzystając z prawa Ohma obliczyliśmy następujące prądy:

Zestawiliśmy układ pomiarowy zgodnie ze schematem trzecim. W odpowie-dnie miejsca wstawiliśmy 3 amperomierze i woltomierz. Odczytaliśmy natężenia prądów I₁ (pomiędzy punktami B i F), I₂ (pomiędzy punktami D i F) oraz I_r (przepływający przez oporniki R₁ i R₂):

Korzystając z prawa Ohma obliczyliśmy napięcie na poszczególnych opornikach:

3. Wnioski.

Po przeprowadzonych doświadczeniach w połączeniu równoległym można wnioskować, iż napięcie na każdym oporniku jest takie samo, odwrotność oporu zastępczego jest równa sumie odwrotności poszczególnych oporników a przepływający prąd jest odwrotnie proporcjonalny do wartości oporu.

W połączeniu szeregowym spadek napięcia w całym układzie jest równy sumie spadków napięć na poszczególnych opornikach, prąd przepływający przez każdy opornik jest taki sam, a opór zastępczy jest równy sumie poszczególnych oporników.

Wartości wyliczonych parametrów poszczególnych praw są zbliżone do wartości uzyskanych doświadczalnie. Drobne różnice wynikają z niedokładności zastosowanych mierników oraz ich klasy, niedoskonałości przewodnika oraz błędów paralaksy. Wartość rezystancji można również wyliczyć przy użyciu miernika uniwersalnego a nie wyłącznie mostka Wheatstone'a.

R - opór [Ω]

U - napięcie [V]

I - natężenie [A]

L - długość przewodnika

S - pole przekroju

- współczynnik proporcjonalności

---