Порядок виконання роботи. Частина перша

1. З

   

   Рис.5.2. − Міст Уітстона

   ібрати схему, показану на рис.5.2, використовуючи як джерело струму випрямляч ВС-24М, а як невідомий опір – опір, вказаний викладачем.

2. Встановити бігунок посередині реохорду.

3. Увімкнути джерело живлення і встановити найменший струм, за якого стрілка гальванометра Г відхилиться від середнього положення.

4. Підібрати на магазині опорів такий опір R, за якого струм через гальванометр не буде йти (стрілка встановиться посередині шкали). Тумблером вимкнути джерело живлення.

5. Підрахувати величину опору R_х (за формулою 5.9).

6. Переміщуючи бігунок реохорду вправо і вліво від середини на 5-10 см, виконати вимірювання опору R_х у відповідності з пунктами 3-5 ще чотири рази.

7. Підрахувати середнє арифметичне значення опору, абсолютну і відносну похибки вимірювання.

Частина друга

1. Поміщають провідник R_х в термостат, заповнений непрозорою рідиною (масло, гліцерин) рис.5.3.

2. Термостат встановлюють на електричну піч. Температура рідини вимірюється термометром Т. Для рівномірного нагрівання рідини її перемішують мішалкою М.

3. В

   

   Рис.5.3. − Пристрій для визначення температурного коефіцієнта опору

   имірюють опір досліджуваного провідника за кімнатної температури у відповідності з пунктами 3-4.

4. Вмикають нагрівач І, невпинно перемішуючи рідину, через кожні 5ºС вимірюють опір провідника у відповідності з пунктом 4.

5. Згідно з одержаними даними на міліметровому папері креслять графік залежності R_t=f(t) (масштаб довільний). На осі ординат відкладають R_t, а на осі абсцис – температуру t. Температура 0ºС повинна бути на початку координат. По графіку визначають . Продовжуючи пряму до перетину з віссю ординат, знаходять R₀. Знаючи R₀ і , розраховують температурний коефіцієнт опору за формулою (5.4).

Контрольні запитання

1. Що таке сила струму?

2. Чому на реохорді АС завжди можна знайти таку точку Д, потенціал якої дорівнює потенціалу точки В.

3. Сформулюйте правила Кірхгофа.

4. Виведіть умови рівноваги моста.

5. Чи змінюються умови рівноваги електричного моста, якщо гальванометр і джерело струму поміняти місцями?

6. Що зветься температурним коефіцієнтом опору?

Лабораторна робота №6

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ накалювання ВОЛЬФРАМОВОЇ НИТКИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЛАМПИ

Мета роботи: визначення температури вольфрамової нитки електричної лампи за різної напруги.

Прилади та матеріали: електрична лампа, встановлена на панелі; лабораторний трансформатор (ЛАТР); реостат; амперметр; вольтметр; з’єднувальні дроти; термометр для вимірювання кімнатної температури.

Теоретичні відомості

Нитка накалювання електричної лампи при нормальному навантаженні (200В) нагрівається до достатньо високої температури. При високих температурах залежність опору нитки накалювання від температури є нелінійною та може бути зображена у вигляді

(6.1)

де R − опір вольфрамової нитки накалювання за температури t; R₀ − опір нитки за температури 0ºС; α, β, γ − температурні коефіцієнти опору вольфраму. Визначити R₀ в лабораторних умовах важко (нитку лампи треба підтримувати при 0ºС), тому звичайно вимірюють опір нитки R_k за кімнатної температури t_k і виражають R₀ через R_k, використовуючи лінійну залежність опору від температури при невисоких температурах:

. (6.2)

Підставивши значення R₀ з (6.2) у (6.1), отримаємо

. (6.3)

Розв’язуючи це рівняння, можна визначити шукану температуру при відомих R, R₀, t_k, α, β, γ. Цю задачу можна значно спростити, якщо побудувати у вигляді графіку залежність величини С від температури:

. (6.4)

Визначивши за експериментально знайденими значеннями R, R_k та t_k величину С із співвідношення

, (6.5)

можна за допомогою графіка знайти температуру вольфрамової нитки.

Метод визначення температури провідника шляхом вимірювання його опору лежить в основі використання металевих та напівпровідникових термометрів опору, які дозволяють дистанційно з великою точністю та малою інерційністю вимірювати температуру у широкому інтервалі.