Контрольні запитання
Сформулювати перше і друге правило Кірхгофа.
Записати закон Ома для ділянки і для повного кола.
Пояснити правила розрахунку розгалужених ланцюгів постійного струму.
Поясніть який струм ми вважає позитивним, а який негативним.
Наслідком чого є друге правило Кірхгофа.
До чого відноситься і що виражає перше правило Кірхгофа.
Література
1. Кучерук І.М. та ін. Загальний курс фізики. Т.1 : Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.
2. Зачек І.Р. та ін. Курс фізики: Навчальний підручник. – Львів.: «Бескит Біт», 2002. – 376 с.
3. Савельев И.В. Курс фізики: Учебник. В 3-х т. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.
4. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика: Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка: Підручник для вузів. – К.: Вища школа, 1993.–431с.
5. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика: Уч. Пособие. – М.: Просвещение, 1987. – 304 с.
6. Лабораторный практикум по физике: Уч. Пособие для вузов/Под ред. К.А. Барсукова. – М.: Высш. шк., 1988. – 351 с.
7. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высш. шк.,1970.–448с.
8. Физический практикум : Механика и молекулярная физика //Под ред. В.И.Ивероновой. – М.: Высшая школа,1967.
9. Методичні вказівки до проведення лабораторних занять з дисципліни фізика / Укладачі: Бабічев С.А., Шарко О.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон: ХДМІ, 2008 – 82 с.
Лабораторне заняття № 12
Тема: Визначення опору за допомогою містка Уітстона.
Мета роботи: вивчити методику вимірювання опору за допомогою мостової схеми.
Прилади та обладнання: лінійний реохорд, магазин опорів, нуль-гальванометр, реостат, подвійний ключ, джерело струму.
Теоретичні відомості.
Для вимірювання величини опору дуже часто використовується метод моста постійного струму. В чотирьохкутний контур АВСD увімкнено опори Rx, R0, R1, R2, які складають, так звані, плечі містка Уітстона: в одну з діагоналей включено гальванометр, в другу – джерело ЕРС.
На основі 1 закону Кірхгофа можна записати:
-
для вузла С 
;
Якщо
плечі містка Уітстона будуть зрівноважені
(збалансовані), що визначається по
відсутності струму в гальванометрі
(
),
то:
;
;
;
Рішенням цієї системи рівнянь буде вираз:
.
Якщо
в якості плечей
та
використати лінійні реохорди, у яких
довжини проволок пропорційні опорам:
R1~
,
R2,
то
,
(1)
де R0 – відомий опір. Вираз (1) і є робочою формулою цієї роботи. Формула (1) дає змогу визначити невідомий опір RX, підключений до одного з плечей містка Уітстона.
Пояснення схеми містка Уітстона.
Для вимірювання невідомого опору використовується мостова схема (мал. 1) Вона складається із джерела струму Е, реохорда АС, нуль-гальванометра Г, магазина опорів Rм (R0), подвійного вимикача К, реостата Р.
Мал.1 |
Реохорд являє собою укріплений на лінійці АС однорідний дріт, вздовж якої пересувається ковзний контакт D, який дозволяє змінювати опір ділянок реохорда. Пересуваючи ковзаючи контакт D реохорда, можна знайти таке положення D на дроті приладу, при якому струм через нуль-гальванометр стане рівним нулю. В цьому |
випадку плечі моста Уітстона знаходяться в рівновазі, тобто збалансовані.
Магазин опорів Rм, призначений для підбору потрібного опору в колі. Він складається з шести декад. Підбір опорів проводиться за допомогою ручок, якими обладнана кожна декада.
Підключення джерела ЕРС, нуль-гальванометра до схеми здійснюється за допомогою подвійного ключа К. В момент включення і виключення джерела струму в колі виникають ЕРС самоіндукції, які можуть викликати короткочасні, але значні струми. Для захисту гальванометра від цих струмів бажано спочатку замикати коло батареї і тільки потім, після встановлення режиму роботи кола (2 – 3 с), замикати коло гальванометра. Подвійний ключ забезпечує вказану послідовність включення. На малюнку показана схема включення подвійного ключа. Принцип дії подвійного ключа полягає у наступному: при легкому натисканні на кнопку ключа має місце контакт верхньої та середньої пластинок, з якими зв'язані відповідно клеми Н і М. Ця частина подвійного ключа К за допомогою клем Н і М включається в коло елемента-джерела живлення. При підсиленні натиску на кнопку має місце контакт нижньої пластини і середньої (клеми П і Р), внаслідок чого вмикається гальванометр.