Numer ćwiczenia: 4
|
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyki różnych oporników |
Ocena z Teorii: |
Numer zespołu 1
|
Nazwisko i imię: Kawula Krzysztof |
Ocena zaliczenia ćwiczenia: |
Data: 21.03.2007
|
Wydział: EAIiE Rok: I Grupa: 3 |
Uwagi |
Cel ćwiczenia:
Poznanie zakresów stosowalności prawa Ohma. Obliczenie temperatury włókna żarówki
Wprowadzenie teoretyczne:
a) Prawo Ohma
Rezystor (opornik) graficznie oznaczamy :
Związek między napięciem, prądem i rezystancją został ustalony doświadczalnie przez G.S. Ohma, i stąd nosi nazwę prawa Ohma. Prawo to możemy zapisać w dwóch równoważnych postaciach:
lub U= I/G
gdzie:
U - napięcie (różnica potencjałów)
I - natężenie prądu (prąd)
R- rezystancja
G - konduktancja (jest odwrotnością Rezystancji R)
, [G]=1 siemens
b) opór elektryczny - czynny- (Rezystancja) - oznaczamy R, jest to stosunek różnicy potencjałów na końcach elementu elektrycznego do natężenia prądu przepływającego przez niego. Jest to zatem miara oporu, jaki dany element stawia przepływowi ładunku elektrycznego.
[R] = 1
Rezystancja danego rezystora zależy od materiału z jakiego jest wykonany, rozmiarów, temperatury oraz ciśnienia.
c) Opór właściwy (rezystywność)
l - długość elementu ,
S - pole przekroju poprzecznego
Doświadczalnie stwierdzono, że im większa jest wartość natężenia pola
w przewodzie, tym większa jest wartość gęstości prądu
, gdyż ruch ładunków w przewodzie związany jest z wartością natężenia pola elektrycznego działającego na te ładunki
- konduktywność (przewodność elektryczna właściwa)
d) Zależność rezystancji różnych ciał od temperatury
Rezystancja metali czystych zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury, a rezystancja roztworów, kwasów, zasad i soli maleje.
R20 - rezystancja przewodnika w temp T = 293 K (t20=20oC)
R(t) - rezystancja przewodników w temp T(t)
gdzie: α - współczynnik temperaturowy rezystancji (jest on stały dla metali takich jak srebro, miedź, czy aluminium dla zmian temperatury nie większych niż 200K i jest równe 0,004 1/K.
d) prawa Kirchoffa:
I prawo Kirchoffa - Algebraiczna suma prądów w węźle jest równa zero
II prawo Kirchoffa - Algebraiczna suma napięć (napięć źródłowych i odbiornikowych) w oczku jest równa zero
e) Sposoby pomiaru rezystancji:
Metoda techniczna - przy użyciu woltomierzy i amperomierzy
Układ do pomiaru małych rezystancji
Układ do pomiaru dużych rezystancji
Metoda porównawcza
a) Napięciowa b)Prądowa
Metody mostkowe
Polegają na umieszczeniu nieznanej rezystancji w układzie mostka, doprowadzeniu mostka do stanu równowagi i wyliczeniu szukanej rezystancji ze wzorów prawdziwych dla tego stanu (np. mostki Wheatstone'a, Thomsona'a).
Mostek Wheatstone'a
mostek Thomsona'a
Jeśli warunek R3·R`4 = R`3·R4 jest spełniony (oraz R jest małe), wówczas wpływ ostatniego składnika powyższego równania staje się zaniedbywalny i można przyjąć że:
Wyniki Pomiarów |
||||
L.p. |
U [V] |
Ir [A] ↑ |
Im [A] ↓ |
Uwagi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|