Опис експериментальної установки.

Е кспериментальна установка (мал.1) складається з термостата , заповненого водою, в якому вмонтовано - подібну трубку , всередині якої знаходиться спіраль , виготовлена з дроту. Кінці спіралі з’єднані з електродами і , до яких приєднується вимірювальний блок. Для нагрівання води в термостат вмонтовано електричний нагрівач і мішалку . Струм в нагрівачі можна регулювати так, щоб температура води була такою, яка нам потрібна. Для вимірювання температури в калориметр вмонтовано рідинний термометр .

Мал.1.

Опір вимірюється за допомогою вимірювального блоку, який є мостовою схемою (так званий міст Уітстона), зображеною на мал.2. Це електричне коло, що складається з опорів , , і , з’єднаних між собою проводами. В діагональ вмикається чутливий гальванометр з нульовою відміткою посередині (ця діагональ називається мостом). В другу діагональ вмикається джерело струму ( гальванічний елемент з е.р.с. ). При довільному співвідношенні опорів в цьому колі через гальванометр буде текти електричний струм. Однак можна підібрати таке співвідношення між опорами, при якому струм через гальванометр текти не буде, хоча у інших ділянках кола струм є.

Скористаємося правилами Кірхгофа. Запишемо 2 правило Кірхгофа для контурів і :

(7)

Для вузлів і запишемо перше правило Кірхгофа, якщо струм в гальванометрі відсутній:

= , = (8)

З формул (1) і (2) отримуємо вираз для визначення вимірюваного опору:

= (9)

Мал. 2. Міст Уітстона: – реохорд, – контакт, – гальванометр, – магазин опорів, – вимірюваний опір.

Використовуючи формулу (3), можна визначити опір будь-якого з чотирьох провідників, якщо опори інших трьох нам відомі. Оскільки в розрахункову формулу для входять не абсолютні значення опорів, а їх відношення, то можна скористатися реохордом ( це ніхромовий дріт, натягнутий на міліметрову шкалу). Реохорд з’єднується з гальванометром рухомим контактом , що може ковзати по дроту. Опорами і слугують відрізки провідника по різні сторони контакту. Переміщуючи контакт, можна легко змінювати величини опорів і , які будуть пропорціональними довжинам відрізків і Тому в формулі (3) відношення опорів можна замінити відношенням довжин відрізків реохорда , і формула для розрахунку невідомого опору буде мати наступний вигляд:

= . (10)

Щоб виміряти невідомий опір , встановлюємо на магазині опорів опір (близький до величини вимірюваного опору) і, пересуваючи контакт по реохорду, знаходимо таке його положення, при якому струм через гальванометр відсутній. Ця процедура називається урівноваженням моста. Вимірявши довжини відрізків і , визначаємо невідомий опір за формулою (10).

Порядок виконання роботи.

1. Під’єднати кінці спіралі до клем моста.

2. Виміряти температуру в калориметрі (при постійному перемішуванні) по термометру і записати в Таблицю 1.

3. Виміряти опір спіралі при кімнатній температурі. Для цього виставити на магазині опорів значення опору , яке близьке до вимірюваного. Замкнути ключ і, пересуваючи рухомий контакт по реохорду, добитися відсутності струму через гальванометр ( стрілка гальванометра повинна бути на позначці "0"). Записати значення довжин і (в міліметрах), а також опір в Таблицю 1. Виміри повторити тричі.

4. Увімкнути електричний нагрівач. .Підвищити температуру термостата на 20 °С. Зменшуючи струм в нагрівнику, підтримувати сталу температуру і виконати пункти 2, 3.

5. Продовжуючи нагрівати калориметр, збільшити температуру кожен раз на 20 °С до значень 90 - 95 °С і повторити пункти 2 і 3.

6. Вимкнути нагрівач і виміряти опір спіралі (пункти 2, 3) при зменшенні температури в калориметрі також з інтервалом 20 °С, записати в Таблицю 2.

Таблиця 1. Залежність опору від температури при нагріванні термостата.

№ п/п	Температура, °С	Опір магазину , Ом	, мм	, мм	, Ом	, Ом

Таблиця 2. Залежність опору від температури при охолодженні термостата.

№ п/п	Температура, °С	Опір магазину , Ом	, мм	, мм	, Ом	, Ом

Таблиця 3.

Температура, °С	Опір ,Ом ( при нагріванні )	Опір , Ом (при охолодженні)	Середній опір , Ом =