Тұрақты ток көпірінің мазмұны. (Уитстон көпірі).

Көпір көмегімен кедергілерді анықтау әдісі өте дәл және зертханалық тәжірибеде жиі қолданылады. Осы жұмыста кедергіні анықтаудың көпірлі әдісі қолданылады (сурет 3).

Көпір сызбасы 4 кедергіден тұрады: R_х- белгісіз кедергі,

R _1, R_2, R₃ - белгілі кедергілер, олардың әрбіреуі көпірдің иінін анықтайды.

Анықталатын R_х кедергі және басқа R_1, R_2, R₃ айнымалы кедергілер АВСD тұйық төртбұрышын құрайтындай жалғанған. Төртбұрыштың бір диагоналіне гальванометр (G) (дәл осы бөлік көпірді береді), ал екінші диагональға К кілт арқылы тұрақты ток көзі (Е) қосылады. Кілтті қосқан кезде гальванометр ВD тізбегінде токтың бар болатындығын көрсетеді, бірақ В және D нүктелерінің потенциалы бірдей болатындай R_1, R_2, R₃ кедергілерді өзгертуге болады, сол кезде гальванометр тізбегінде ток болмайды (кілтті қосқан кезде гальванометр тілі 0-де болады). Тізбектегі ток көзінің ЭҚК, яғни Е=1-2 В.

Егер көпір тізбегінде гальванометр арқылы ток өтпейтіндей R_1, R₂ кедергілерінің шамасын таңдай алсақ, онда көпір теңгерілген деп есептеледі. ВD бөлігінде ток жүрмегенде иіндердегі кернеу жұп- жұбымен тең болады: және ;

Жоғарғы иіндердегі токтардың бірдей күштерін деп, ал төменгі иіндердегіні- деп белгілейік. Сонда және болады. Осы теңдеулерді мүшелеп бөлсек: ; Осыдан анықталатын кедергі ; (1)

Егер деп белгілесек, онда ; (2) R₃ өзгерту арқылы R_х кедергісінің үлкен диапазонын есептеуге болады. Осы жұмыс кезіндегі .

Жартылай өткізгішті датчик- термистор.

Жартылай өткізгіштердің электр тогына кедергісінің температураға тәуелділігі мынадай формуламен өрнектеледі: ; (3)

Мұндағы R- қарастырылып отырған температурадағы жартылай өткізгіштің кедергісі,

k- Больцман тұрақтысы ( · град)

- активациялау энергиясы.

(3) формуладан жартылай өткізгіштің кедергісінің (R) температураға (Т) тәуелділігі экспоненциалды, ал -ң температураға (Т) тәуелділігі кері болатындығы көрінеді.

температуралардағы жартылай өткізгіштің сәйкес кедергілері және белгілі болса, онда бөліп, шыққан өрнекті логарифмдеп мынаны аламыз: ; Осыдан ; (4)

Сабақтың мазмұны.

Құрал- жабдықтар: тұрақты ток көпірі, температуралық датчик, жылытқыш (плитка), термометр, су жылытатын ыдыс, тұрақты ток көзі, микрокалькулятор.

Жұмыстың орындалу тәртібі.

1. Көпір сызбасына ток көзін (гальванометрді) және термисторды жалғаңыз. R = 10 000 Ом – ға келтіріңіз.

2. Термистор мен термометрді суы бар ыдысқа бірдей тереңдікке түсіріңіз.

3. Ыдысқа мұз салып, суды 0˚С келтіріңіз.

4. Термометрдің көрсетуі тұрақталған кезде К батырмасын басып, N тұтқаны бұрай отырып, ток шамасын 0-ге (I = 0) келтіріңіз.

5. N тұтқасымен жалғанған тілдің көрсетуін анықтаңыз.

6. (2) формуланы пайдаланып, термистордың осы температурадағы кедергісін есептеп,

1-кестеге жазыңыз.

7. Осы кедергі шамасының натурал логарифмін тауып, 1-кестеге жазыңыз.

8.Суды қыздыра отырып, әрбір 5С -тағы термистордың кедергісін анықтаңыз. Жылытқыш үнемі қосылып тұратындықтан, құралдардың көрсетуін анықтауға алдын- ала дайындалып отыру керек!

9. Тәжірибені 8 рет жасаңыз. Жұмыс нәтижесін 1- кестеге жазып отырыңыз.

10. 1- кестедегі шамалар бойынша графиктер сызыңыз:

11. Кезкелген және және оларға сәйкес және мәндерін 1-кестеден алып, (4) формула бойынша активациялау энергиясының шамасын электронВольтпен (эВ) анықтаңыз.

10. Тәжірибе аяқталысымен құралдарды ток көзінен ажыратыңыз.

11. Термисторды суытып, оны дененің түрлі бөліктеріне жанастырып, 3-5 минуттан соң термистор кедергісін анықтап, 2-кестеге жазыңыз.

12. Графиктің көмегімен берілген дене бөлігінің температурасын анықтап, 2-кестеге жазыңыз.

Кесте 1							Кесте 2
№	t 0C	N	T, К	Rx=N*104	nRх		№	Дене бөлігі	Rx=N*104	t 0 C

8