Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4-частина.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3.85 Mб
Скачать

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

  1. З ібрати на монтажному столі електричну схему, вказану на рис. 2.8.1.

  2. Вибрати матеріал провідника – нікель, встановити значення довжини і площі поперечного перерізу .

  3. 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.

  4. Визначити експериментально за допомогою мультиметра силу струму у колі – підключити мультиметр у режим вимірювання постійного струму послідовно у коло, відповідно до полярності. Записати покази.

  5. Розрахувати опір провідника за формулою (2.8.1)

  6. Визначити питомий опір нікелю за формулою (2.8.2).

  7. Проробити пункти 3 – 6, змінюючи довжину, але не змінюючи площу поперечного перерізу і матеріал провідника.

  8. Результати вимірів занести у таблицю 2.8.1.

Таблиця 2.8.1

№ досліду

L, м

U, В

I, А

R, Ом

,

  1. Знайти середнє значення питомого опору і порівняти його з табличним значенням.

  2. Виміряти опір провідника безпосередньо за допомогою омметра. Порівняти отримані результати.

  3. Сформулювати висновки.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

  1. Що називається електричним опором провідника? Який його фізичний зміст?

  2. Чим зумовлений електричний опір провідника і від чого залежить?

  3. Що називається питомим опором провідника?

  4. Як залежить опір провідника від його довжини та площі поперечного перерізу?

  5. 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 .