4. OPIS WYKONANIA POMIARÓW:

Podczas pomiarów do dyspozycji miałyśmy mostek Wheatstone'a, którego schemat połączeń wyglądał następująco:

gdzie w miejsce G podłączony był miliamperomierz, R_A i R_B były opornikami w postaci drutu oporowego, których wartości można było zmieniać za pomocą suwaka S, zmieniając ich długości, odpowiednio A i B bez zmiany powierzchni przekroju. Jak widać z rysunku, suma długości tych oporów niezmiennie wynosiła L, w naszym przypadku równe 100cm. W miejsce R_x podłączałyśmy po kolei dane nam 10 różnych oporników, a w miejsce R_D dołączałyśmy opornik dekadowy. Poza mostkiem potrzebny nam był także miernik uniwersalny.

Ćwiczenie składało się z kilku kroków. Przed przystąpieniem do pierwszego z nich zmierzyłyśmy opory wszystkich 10 oporników R_x przy pomocy miernika uniwersalnego i zapisałyśmy wyniki. Potrzebne to było do późniejszych ustawień na oporniku dekadowym. Nie udało nam się jednak zmierzyć dziesiątego opornika, ponieważ nie mieścił się on w zakresie miernika uniwersalnego.

Po zakończeniu tych wstępnych pomiarów podłączyłyśmy wszystko według powyższego schematu, w miejsce R_x wstawiając pierwszy opornik. Następnie na oporniku dekadowym ustawiłyśmy wartość w przybliżeniu równą tej, którą odczytałyśmy prędzej dla tego opornika z miernika uniwersalnego. Ustawiłyśmy suwak S tak, aby miliamperomierz wskazywał 0 i położenie to oraz wartość opornika dekadowego zapisałyśmy w tabeli 1. (wszystkie tabele umieszczone są w dalszej części raportu) Identyczne pomiary powtórzyłyśmy dla pozostałych dziewięciu oporników, przy czym dla dziesiątego opornika na oporniku dekadowym próbowałyśmy ustawić najpierw jak najmniejszą wartość, ale nie było dla niej takiego położenia suwaka, by wartość na miliamperomierzu się zerowała. Spróbowałyśmy zatem dużych wartości i wśród nich udało się znaleźć jedną, dla której położenie suwaka dokładnie w połowie długości L zerowało licznik miliamperomierza.

Później policzyłyśmy ile powinien wynieść opór przy połączeniu szeregowym i równoległym oporników dla łączenia opornika pierwszego z drugim, następnie drugiego z trzecim, potem trzeciego z czwartym i tak, aż do dziewiątego z dziesiątym. Po tych obliczeniach i zapisaniu wyników przeszłyśmy do kolejnego etapu pomiarów. W miejsce R_x na naszym schemacie podłączałyśmy po kolei takie kombinacje połączeń szeregowych i równoległych oporników, jakich wcześniej policzyłyśmy opory zastępcze. Ponownie ustawiałyśmy na oporniku dekadowym wartość przybliżoną do tej, którą obliczyłyśmy dla danego podłączenia. Następnie ustawiałyśmy suwak tak, by miliamperomierz wskazywał 0 i odczytywałyśmy jego położenie, zapisując ją oraz wartość ustawioną na oporniku dekadowym do tabeli 2. Wszystkie pomiary oczywiście powtórzyłyśmy od pierwszej do ostatniej kombinacji zarówno dla szeregowych jak i równoległych połączeń.

Przy kolejnych pomiarach podłączałyśmy znów oporniki pojedynczo, ale wartość na oporniku dekadowym ustawiałyśmy troszkę poniżej wartości danego opornika zmierzonej miernikiem uniwersalnym. I ustawiałyśmy suwak S tak, by miliamperomierz wskazywał 0. Po powtórzeniu tych pomiarów dla wszystkich naszych dziesięciu oporników, ustawiałyśmy z kolei wartość na oporniku dekadowym troszkę powyżej wartości danego opornika zmierzonej miernikiem uniwersalnym. I ponownie szukałyśmy takiego położenia suwaka S, by przez miliamperomierz nie płynął prąd. Położenia suwaka i wartości ustawione na oporniku dekadowym zapisałyśmy w tabeli 3.

Później dla po kolei podłączanych oporników 4, 5 i 6 ponownie ustawiałyśmy wartość na oporniku dekadowym troszkę poniżej wartości zmierzonej miernikiem uniwersalnych i po ustawieniu suwaka S by miliamperomierz wskazywał 0, zmieniałyśmy położenie opornika dekadowego z opornikiem R_x w naszym schemacie. Ponownie doprowadzałyśmy położenie suwaka S do momentu, gdzie przez miliamperomierz nie płynie prąd. W tabeli 4 zapisałyśmy wyniki położenia suwaka S oraz wartości ustawionej na oporniku dekadowym.

Następnie dla po kolei podłączanych oporników 7, 8 i 9 na oporniku dekadowym ustawiałyśmy wartość troszkę powyżej odpowiedniej wartości zmierzonej prędzej miernikiem uniwersalnym. Po ustaleniu suwaka S w miejscu, gdzie miliamperomierz wskazywał 0, zamieniałyśmy połączenie opornika dekadowego z opornikiem R_x. Ponownie zmieniałyśmy położenie suwaka S do momentu, aż miliamperomierz skazał 0. Położenie to oraz wartość opornika dekadowego zapisywałyśmy w tabeli 5.

5. OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Tabela 1.

Położenie suwaka S i wartość ustawiona na oporniku dekadowym, przy pomiarach, gdy wartość na oporniku dekadowym była jak najbliższa tej zmierzonej miernikiem uniwersalnym.

Numer opornika	Całkowita długość drutu oporowego L=100 cm
		Położenie suwaka A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tabela 2.

Położenie suwaka S i wartość ustawiona na oporniku dekadowym dla pomiarów wykonywanych dla połączeń szeregowych i równoległych.

Numery połączonych oporników	Całkowita długość drutu oporowego L=100 cm
		Połączenie szeregowe		Połączenie równoległe
		Położenie suwaka A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]	Położenie suwaka A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]
1,2
2,3
3,4
4,5
5,6
6,7
7,8
8,9
9,10

Tabela 3.

Położenie suwaka S i wartość ustawiona na oporniku dekadowym dla pomiarów wykonywanych, gdy wartości ustawiane na oporniku dekadowym były troszkę poniżej lub troszkę powyżej wartości mierzonej miernikiem uniwersalnym.

Numer opornika		Całkowita długość drutu oporowego L=100 cm
				RD < Rx		RD > Rx
				Położenie suwaka A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]	Położenie suwaka A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tabela 4.

Położenie suwaka S w pozycji normalnej i w pozycji odwróconej i wartość ustawiona na oporniku dekadowym dla pomiarów wykonywanych, gdy wartość na oporniku dekadowym była ustawiona troszkę poniżej wartości zmierzonej miernikiem uniwersalnym.

Numer opornika	Położenie suwaka dla normalnego ustawienia A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]	Położenie suwaka dla odwróconego ustawienia A' [cm]
1
2
3

Tabela 5.

Położenie suwaka S w pozycji normalnej i w pozycji odwróconej i wartość ustawiona na oporniku dekadowym dla pomiarów wykonywanych, gdy wartość na oporniku dekadowym była ustawiona troszkę powyżej wartości zmierzonej miernikiem uniwersalnym.

Numer opornika	Położenie suwaka dla normalnego ustawienia A [cm]	Wartość na oporniku dekadowym RD [Ω]	Położenie suwaka dla odwróconego ustawienia A' [cm]
1
2
3

Tabela 6.

Wartości oporów mierzone miernikiem uniwersalnym.

Numer opornika	Opór opornika Rx [Ω]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tabela 7.

Wartości oporów zastępczych przy łączeniu szeregowy i równoległym.

Numery połączonych oporników	Połączenie szeregowe Rsz [Ω]	Połączenie równoległe Rr [Ω]
1,2
2,3
3,4
4,5
5,6
6,7
7,8
8,9
9,10

---