3id638

128 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

I 55

I,---—p--    (16-4)

||| pąpi

gdzie przez U oznaczone jest napięcie przyłożone (np. z zasilacza) do dzielnika napięcia zbudowanego na rezystorach R„ i fi,, mierzone za pomocą woltomierza, a przez R_g rezystancja wewnętrzna galwanometru. Wartości rezystancji są tak dobrane, że zachodzą relacje:

I)) R, oraz R₂ )) R,

Gdy uwzględni się te warunki, wzór (16.4) przyjmuje postać:

m

■ ⁽¹⁶'⁵⁾

W równaniu (16.5) interesują nas dwie niewiadome I_g oraz Rg. Można je wyznaczyć, wykonując pomiary dla dwóch kombinacji wartości napięcia U i wartości R₂ (zapierwszym razem U',R\ a za drugim U², R]) przy zachowaniu niezmienionego stosunku RJR„. Przed przystąpieniem do pomiarów nie wiemy, czy czułość nie jest zależna od wychylenia i dlatego pomiary musimy wykonać dla tak dobranych wartości napięć i rezystancji, aby wychylenia galwanometru były równe w obydwu przypadkach. Oznacza to, że za każdym razem przez galwanometr popłynie ten sam prąd    Korzystając wówczas ze związku (16.5), otrzymamy:

TT""—, - -^R°-\    (16.6)

Rozwiązując to równanie względem R_r można otrzymać wyrażenie:

_U'Ą-U'Rl    (16.7)

! U'-U²

Po obliczeniu wartości fi i po podstawieniu jej do wzoru (16.5) łatwo już można wyznaczyć natężenie prądu płynącego przez galwanometr, a co za tym idzie - takie czułość galwanometru.

16.2. Opis układu pomiarowego

Jak wynika ze schematu na rys. 16.3, zestaw pomiarowy składa się z badanego galwanometru zwierciadlowego G, z zasilacza lub rezystora suwakowego R włączonego jako dzielnik napięcia służący do regulacji różnicy potencjałów między końcami rezystorów R„ i R,, z woltomierza V mierzącego tę różnicę potencjałów, z dwóch kluczy K,, K₂ oraz z trzech rezystorów R^R, iR₂. Klucz K₂ służy do zwierania zacisków galwanometru w celu jego zabezpieczenia. Spełnia on ważną rolę w tłumieniu ruchów ramki i szybkim sprowadzeniu wychylenia plamki świetlnej do pozycji wyjściowej (zero na skali). Tłumienie ruchu wahadłowego ramki odbywa się przez zamknięcie klucza, sprowadzenie zaś plamki do zera skali - przez zamknięcie klucza w momencie zbliżenia się plamki do zera. Wymagane jest, aby po zakończeniu pomiarów pozostawić galwanometr ze zwartymi zaciskami w celu uchronienia go przed przypadkowymi wstrząsami lub potrąceniami. Wystarczy w tym celu zamknąć klucz K_v ponieważ jego zaciski są na stałe połączone z zaciskami galwanometru.

Rezystor R₀ jest zwykłym rezystorem radiotechnicznym o wartości 10 kfi, natomiast rezystory R, i R₂ stanowią rezystor dekadowy; R, - dwie dekady (MO O, 10+100 Si). Rjj - trzy dekady (100+1000 Si, 1+10 kfl, 10+100 kil). Wszystkie trzy rezystory zamontowane są w jednej obudowie i na stałe połączone w szereg. Końce tych rezystorów doprowadzone są do zacisków oznaczonych cyframi jak na schemacie.

16.3. Przeprowadzenie pomiarów

Zadaniem wykonującego ćwiczenie jest wyznaczenie czułości galwanometru.

Po zapoznaniu się z przeznaczeniem poszczególnych przyrządów wchodzących w skład zestawu pomiarowego należy zmontować obwód według rys. 16.3. Po uzyskaniu pozwolenia od wykładowcy prowadzącego zajęcia można rozpocząć właściwe pomiary. Trzeba pamiętać, że klucz K₂ powinien być normalnie zamknięty. / Należy otwierać go tylko na czas pomiaru. Przed rozpoczęciem pomiarów powinno 1 się sprawdzić, czy plamka świetlna galwanometru zajmuje zerowe położenie. leżeli I nie, to za pomocą przeznaczonego do tego celu pokrętła, prowadzić ją na .zero* I skali. Pomiary będą się składać z dwóch zasadniczych części:

A. Wyznaczenie rezystancji wewnętrznej galwanometru

1.    Przy zamkniętym kluczu K_} ustawić pokrętłami na rezystorze R, wartość re- I zystancji 18-28 kil (będzie to wartość Rj), a na rezystorze R, wartość 0.

2.    Zamknąć klucz i za pomocą rezystora suwakowego R (lub zasilacza) ustalić wartość napięcia na 3 V (będzie to napięcie U¹).

3.    Otworzyć klucz K₂ i na rezystorze R, dobrać taką rezystancję, aby plamka świetlna wychyliła się w przybliżeniu do połowy skali. Zapamiętać to położenie.

4.    Za pomocą rezystora suwakowego R (lub zasilacza) zmniejszyć napięcie U do wartości 1 V (będzie to napięcie U').