
- •Опис вимірювальної установки і методика вимірювань
- •Порядок виконання роботи
- •Додаток Механічні (пружні) хвилі
- •Поперечні і поздовжні хвилі
- •Модель поперечної хвилі
- •Модель поздовжньої хвилі
- •Довжина хвилі
- •Рівняння плоскої синусоїдальної хвилі
- •Інтерференція хвиль. Стоячі хвилі
- •Власні коливання струни і повітря в трубі
- •Контрольні запитання До експерименту
- •Після експерименту
- •Лабораторна робота №2.8 вивчення залежності опору реальних провідників від їх геометричних параметрів і питомого опору
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання До експерименту
- •Після експерименту
- •Лабораторна робота №2.10 потужність у колі постійного струму
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №2.11 елементи кіл змінного струму. Ємнісний та індуктивний опори
- •Теоретичні відомості
- •Конденсатор у колі змінного струму
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №2.13 визначення часу зіткнення куль
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Порядок перемикання тумблерів для вимірювання і .
- •Контрольні запитання До експерименту
- •Після експерименту
- •Додаток
- •Густина чистих елементів за температури
- •Густина твердих тіл за температури
- •Деякі сталі рідин за температури
- •Швидкість звуку у різних середовищах
- •Тверді тіла
- •В’язкість деяких рідин за різних температур
- •Лінійний коефіцієнт послаблення вузького пучка -променів
- •Пробіг -частинок у повітрі (у см) залежно від їх енергії
- •Пробіг -частинок у повітрі і алюмінії залежно від їх енергії
- •Рекомендована література Основна
- •Додаткова
- •Кшевецький Олег Станіславович Лабораторний фізичний практикум
Лабораторна робота №2.8 вивчення залежності опору реальних провідників від їх геометричних параметрів і питомого опору
Мета роботи: визначити питомий опір провідників і дослідити залежність опору від їх геометричних параметрів і питомого опору за допомогою програми “Електронний конструктор”.
Теоретичні відомості
Німецький фізик Георг Ом (1787 – 1854) у 1826 році виявив, що відношення напруги U між кінцями металевого провідника, який є частиною електричного кола, до сили струму I у колі – величина постійна
|
(2.8.1) |
Величину R називають електричним опором провідника. Електричний опір вимірюється в Омах. Електричний опір 1 Ом має така частина кола, на якій за сили струму 1 А напруга рівна 1 В
.
Дослід показує, що електричний опір провідника прямо пропорційний його довжині L і обернено пропорційний площі S поперечного перерізу провідника
|
(2.8.2) |
де
– постійний параметр для даної речовини
і називається її питомим електричним
опором. Одиниця виміру
.
Порядок виконання роботи
З
ібрати на монтажному столі електричну схему, вказану на рис. 2.8.1.
Вибрати матеріал провідника – нікель, встановити значення довжини
і площі поперечного перерізу
.
Визначити експериментально за допомогою мультиметра напругу на провіднику. Для цього слід підключити паралельно до провідника мультиметр в режимі вимірювання постійної напруги, відповідно до полярності. Записати показники мультиметра.
Визначити експериментально за допомогою мультиметра силу струму у колі – підключити мультиметр у режим вимірювання постійного струму послідовно у коло, відповідно до полярності. Записати покази.
Розрахувати опір провідника за формулою (2.8.1)
Визначити питомий опір нікелю за формулою (2.8.2).
Проробити пункти 3 – 6, змінюючи довжину, але не змінюючи площу поперечного перерізу і матеріал провідника.
Результати вимірів занести у таблицю 2.8.1.
Таблиця 2.8.1
№ досліду |
L, м |
U, В |
I, А |
R, Ом |
, |
Знайти середнє значення питомого опору і порівняти його з табличним значенням.
Виміряти опір провідника безпосередньо за допомогою омметра. Порівняти отримані результати.
Сформулювати висновки.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що називається електричним опором провідника? Який його фізичний зміст?
Чим зумовлений електричний опір провідника і від чого залежить?
Що називається питомим опором провідника?
Як залежить опір провідника від його довжини та площі поперечного перерізу?
В яких одиницях вимірюється питомий опір провідника?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2.9
ВИМІРЮВАННЯ ОПОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ
МОСТА УЇТСТОНА
Мета роботи: оволодіння методом вимірювання опорів за допомогою мостової схеми.
Теоретичні відомості
Мостова
схема постійного струму, яка зветься
мостом Уїтстона, зображена на рис. 2.9.1,
де
– вимірюваний опір;
– магазин опорів;
і
– провідники, опори яких можна змінювати.
Чотири
опори
,
,
і
утворюють
плечі моста. У одну з діагоналей (АС)
схеми увімкнене джерело ЕРС, а в іншу
(ВD)
– чутливий гальванометр G.
Ділянка ВD
і називається мостом у власному сенсі,
оскільки у момент вимірювання опорів
струм по ній не протікає.
Виведемо формулу для розрахунку невідомого опору у разі використання рівноважного моста Уїтстона.
Змінюючи опори
,
і
(або один з них), можна добитися того,
щоб стрілка гальванометра G
встановилася на нулі. Різниця потенціалів
між точками В і D дорівнюватиме
нулю і виконуватиметься рівність напруг:
|
(2.9.1) |
|
(2.9.2) |
П
означимо
силу струму у вітці АВС
–
,
а у вітці АDС
–
.
Використовуючи закон Ома для ділянки
кола, перепишемо (2.9.1) і (2.9.2):
|
(2.9.3) |
|
(2.9.4) |
Розділивши почленно (2.9.3) на (2.9.4), одержимо
,
звідки
|
(2.9.5) |
Таким
чином, у разі рівноважного моста
для визначення опору
досить знати величину опору
і відношення опорів
і
.
ЕРС і внутрішній опір джерела струму, опір гальванометра істотної ролі не відіграють.
У цій роботі використовується реохордний міст Уїтстона (рис. 2.9.2).
Реохорд АC є закріпленим на лінійці однорідним дротом з великим питомим опором. Гальванометр G з реохордом з’єднується за допомогою контактного повзуна D, що ковзає вздовж дроту. Положення повзуна вимірюється за міліметровою шкалою реохорда.
О
порами
і
моста служать відрізки дроту, розташовані
по різні боки від повзуна D.
Питомий опір
і площа поперечного перерізу S
провідника
не змінюються уздовж реохорда.
Тому
;
.
Відношення
опорів
у формулі (2.9.5) можна замінити відношенням
довжин частин дроту
.
Одержимо робочу формулу для реохордного моста Уїтстона:
|
(2.9.6) |
де R – опір магазину опорів при рівновазі моста .