ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИМФЕРОПОЛЬСКИЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
РАССМОТРЕНО
На заседании ЦК УТВЕРЖДЕНО
Методическим советом КР ВУЗ СТР
«____»_________2014г. «___ »__________2014 г.
Протокол № ______________Председатель
Председатель__________
Методические указания к лабораторным работам по физике дисциплина «физика».
СПЕЦИАЛЬНОСТИ:
11.02.01 Радиоаппаратостроение
11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
09.02.01 Компьютерные системы и комплексы
2 Курс.
Разработала
___________ Демедюк Т.П.
«___ »____________2014 г.
г. Симферополь 2014 г.
Лабораторная работа № 1.
Тема: Измерение сопротивления проводника с помощью мостика Уитстона.
Цель: Определить сопротивление проводника экспериментально, с помощью мостовой схемы Уитстона, путем моделирования ее в программе «Electronics Workbench».
Оборудование: компьютерная программа «Electronics Workbench».
ТЕОРИЯ.
Измерение сопротивлений с помощью мостика Уитстона основано на балансировке электрической цепи, собранной по схеме см. рис. 1:
Рис.1.
Мостик состоит из трех сопротивлений R1, R2, R, которые вместе с измеряемым сопротивлением RХ образуют четырехугольник АВСD, в одну из диагоналей которого включен миллиамперметр, а в другую – источник тока. Сопротивления R1, R2, R подбирают так, чтобы при замыкании ключей ток в цепи миллиамперметра отсутствовал. В этом случае потенциалы точек В и D одинаковы. Поэтому равны между собой потенциалы на участках АВ и СD, или I1·RХ = I2·R и I1·R1 = I2·R2.. Разделив почленно первое равенство на второе, получим:
(I1·RХ)/(I1·R1) = (I2·R)/(I2·R2.), или
RХ/R= R1/R2, откуда:
RХ= R·R1/R2, (1)
При балансировке мостика сопротивления R1, R2, R3 подбирают обычно с помощью магазина сопротивлений и находят такое соотношение сопротивлений, при котором достигается равновесие мостика: стрелка миллиамперметра устанавливается на нуле.
Очень часто, в реальных цепях, вместо сопротивлений R1 и R2 используют части колиброванной проволоки, называе-мой реохордом, см. рис.2. Отношение длин этих частей равно отношению их сопротивлений. В этом случае при балансировке мостика перемещают движок реохорда и находят такое его положение, при котором достигается равновесие мостика: стрелка миллиамперметра устанавливается на нуле. При этом отношение R1/R2 можно заменить отношением ℓ1/ℓ2, где ℓ1 и ℓ2 длины частей проволоки реохорда. Поэтому неизвестное сопротивление можно выразить так: RХ= R· ℓ1/ ℓ2.
Рис.
2.
ХОД РАБОТЫ.
Для выполнения лабораторной работы, мы воспользуемся схемой, изображенной на рис.1. Эта схема, в компьютерной программе «Electronics Workbench», может быть представлена так:
Рис.3.
Чтобы изменить сопротивление резистора, кликнуть по нему два раза левой кнопкой мышки и появится окошко см. рис. 4. Вписываем нужное числовое значение и выбираем единицу (Ω, кΩ, МΩ).
Рис.4.
Задание 1.
Определить сопротивление резистора RХ, по заданным в таблице 1 значениям сопротивления резисторов R, R1, R2.
Таблица 1.
R, Ω |
1 |
5 |
20 |
7 |
25 |
R1, Ω |
10 |
4 |
40 |
4,2 |
15 |
R2, Ω |
2 |
10 |
100 |
49 |
50 |
RХ, Ω |
|
|
|
|
|
Задание 2. Определить сопротивление резистора RХ, по выбранным вами значениям сопротивления резисторов R, R1, R2. Составить таблицу 2.
Таблица 2.
R, Ω |
|
|
|
|
|
R1, Ω |
|
|
|
|
|
R2, Ω |
|
|
|
|
|
RХ, Ω |
|
|
|
|
|
3. Сделайте вывод о проделанной работе.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ.