1.Cel ćwiczenia

Metoda porównawcza polega na porównaniu wielkości mierzonej z wielkością wzorcową. Wyróżnia się dwie metody: prądową i napięciową. Wybór układu pomiarowego zależy od wartości rezystancji badanej.

 

2. Pomiary rezystancji

a) metodą porównawczą napięciową:

W układzie pomiarowym wykorzystującym tę metodę, rezystor o nieznanej wartości rezystancji R_x jest połączony szeregowo z rezystorem wzorcowym R_w. Rezystor R służy do nastawienia prądu I płynącego w obwodzie. Do kontroli tego prądu służy amperomierz A. Woltomierzem napięcia stałego V (cyfrowym lub elektronicznym analogowym) mierzy się kolejno napięcie U_x na rezystorze badanym. Podczas pomiarów prąd I nie może się zmieniać.

Wartość rezystancji mierzonej R_x wyznacza się z prawa Ohma.

a stąd

Układ pomiarowy do wyznaczania rezystancji odą porównawczą napięciową.

b) metodą porównawczą prądową:

Metoda porównawcza prądowa polega na porównywaniu prądu I_x, płynącego przez rezystor badany R_x, z prądem I_w, płynącym przez rezystor wzorcowy R_w (przy stałej wartości napięcia zasilającego). Prąd I_x mierzy się miliamperomierzem magnetoelektrycznym mA. Pomiary należy wykonać trzykrotnie przy trzech różnych wartościach rezystancji R_w.

Wartość rezystancji mierzonej R_x wyznacza się porównując spadki napięcia przy dwóch różnych położeniach przełącznika p.

U = I_w ( R_w + R_mA ) -przełącznika p w położeniu 1

U = I_w ( R_w + R_mA ) -przełącznika p w położeniu 2

 R_mA - rezystancja wewnętrzna miliamperomierza.

Jeżeli rezystancja wewnętrzna miliamperomierza R_mA jest mała, a napięcie zasilające U ma wartość stałą, to można przyjąć, że

 

  R_wI_w = R_xI_x

a stąd

Opisana metoda nadaje się do pomiarów rezystancji w zakresie 10³...10⁶ၗ

  Układ pomiarowy do wyznaczania rezystancji metodą porównawczą prądową.

 3. Wyniki pomiarów.

1. metoda prądowa

Lp.	Iw [mA]	Ix [mA]	Rw [Ω]	Rx [Ω]
1	20	60	650	220
2	40	60	325	220
3	60	60	220	220

2. metoda napięciowa

Lp.	Uw [V]	Ux [V]	Rr [Ω]	Rx [Ω]
1	0,8	12,7	320	4680
2	5,3	8,2	3000	4680
3	6,8	6,8	4680	4680

4. Wnioski.

W metodzie prądowej zostały wykonane trzy próby. Rezystancja mierzona R_x jest tyle razy większa lub mniejsza od rezystancji wzorcowej R_w, ile razy prąd płynący przez rezystancję mierzony I_x jest większy lub mniejszy od prądu płynącego przez rezystancję wzorcową I_w. Zmniejszając rezystancje wzorcową zmieniały się wskazania amperomierza przy włączeniu w szereg z R_x, zmieniały się również wskazania amperomierza przy włączeniu w szereg z R_w. Przy drugiej próbie zwiększyło się natężenie prądu do 30 mA natomiast ostatnia próba pozwoliła na zrównanie I_x = I_w oraz R_x = R_w. Układ ten stosuje się do pomiaru dużych rezystancji rzędu kiloomów i megaomów.

W metodzie napięciowej również zostały wykonane trzy próby. Rezystancja mierzona jest tyle razy większa lub mniejsza od rezystancji wzorcowej, ile razy napięcie U_x jest większe lub mniejsze od U_w. Przy tej próbie dokładnie można zauważyć zmianę napięcia powodowaną zmianą rezystancji wzorcowej. Przy zmianie rezystancji wzorcowej to jest dokładnie przy jej wzroście zmieniało się napięcie na rezystancji badanej R_x oraz napięcie na rezystancji wzorcowej R_w. Jedno napięcie wzrastało a drugie malało aż do wyrównania, wtedy też próba została zakończona. Próba jest pomyślnie zakończona wtedy gdy U_x=U_w . Metodę napięciową stosuje się do pomiaru małych rezystancji.

---