5020057469

ĆWICZENIE NR 40

WYZNACZANIE OPORU ELEKTRYCZNEGO METODĄ MOSTKA

WHEATSTONA

WSTĘP TEORETYCZNY

Mostkiem Wheatstone' a nazywamy pokazany na rysunku układ elementów elektrycznych służących do pomiaru prądu elektrycznego. Obwód mostka składa się z dwóch równolegle połączonych gałęzi

- ACB i ADB. Punkty A i B połączone są z źródłem prądu

stałego (przez opornik R*), a punkty C i D z galwanometrem lub czułym mikroamperomierzem Oporniki R_p i R2 mogą być dwiema częściami potencjometru dekadowego, wtedy punkt C odpowiada suwakowi potencjometru. Suma oporów R_p i R2 jest wielkością stałą.

Pomiar polega na takim dobraniu położenia punktu C by przez galwanometr nie płynął prąd, wtedy mówimy że mostek jest zrównoważony.

Przy zrównoważonym mostku, pomiędzy punktami C i D nie ma różnicy potencjałów (U cd = 0), a przez oporniki Xi, Ri płynie prąd o taki samym natężeniu Ii. Również przez oporniki Rp i R2 płynie prąd o takim samym natężeniu I2.

Zgodnie z II prawem Kirchoffa możemy zapisać:

=R_pl₂

jRjIi — FĘI₂

X_t = R —

^{1 p} R_a

Gdy stosowane w mostku oporniki posiadają znaczny opór, a stosowane napięcia nie przekraczają 4,5 V nie musimy stosować opornika zabezpieczającego R_x. Galwanometr G musi posiadać urządzenie zabezpieczające, składające się z włączonego w szereg opornika radiowego o dużym oporze zbocznikowanego w przyciskiem dzwonkowym. Poprzez naciśnięcie przycisku uzyskujemy pełną czułość miernika.

Można także zastosować precyzyjne mostki fabryczne, w których większość elementów (Rp, Ri, Rz) jest wbudowane w jednej skrzynce posiadającej zaciski do podłączenia opornika Xi, baterii B oraz galwanometru G. Skrzynka może mieć jeszcze inne zaciski, bowiem często ma zastosowanie uniwersalne, posiada także włączniki B - źródła prądu baterii, galwanometru oraz 0,1 G, który służy do włączania galwanometru przez opór zabezpieczający.