Laboratornaya_V-2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № B-2

Измерение удельного сопротивления резистивного провода

1. Цель работы: На примере измерения сопротивления резистивного провода провести обработку результатов косвен­ных измерений.

2. Теоретическая часть.

Сопротивление резистора (омическое сопротивление) может быть найдено с помощью закона Ома:

(1)

где U - падение напряжения на резисторе,

I - ток через него.

На практике прямое использование (1) затруднено из-за того, что у вольтметра и амперметра имеются собственные внутренние сопротивления, которые оказывают влияние на измеряемые величины. По этой причине используются технические методы измерения сопротив­ления резистора - с точным измерением тока и точным измерением напряжения.

2.1. Измерение сопротивления резистора с точным измерением тока, проходящего через него .

Принципиальная измерительная схема метода приведена на рис.1.

Рис.1

В соответствии с рис.1:

(2)

где R х - сопротивление резистора,

Rэ=Uв/Iа, Uв - показания вольтметра,

Ia - показания амперметра.

2.2. Измерение сопротивления резистора с точным измерением напряжения на нем.

Принципиальная измерительная схема метода приведена на рис.2.

Рис .2.

В соответствии с рис .2.

, (3)

где , Rв - сопротивление вольтметра.

Cопротивление по этой причине формула (3) может быть переписана в виде:

(4)

Общий вид установки для измерения удельного, сопротивления резистивного провода представлен на рис. 3.

Основание /I/ оснащено регулируемыми ножками, которые позво­ляют произвести выравнивание положения прибора. К основанию при­креплена колонна /2/ с нанесенной метрической шкалой /З/. На ко­лонне монтированы

Рис. 3

два неподвижных кронштейна /4/ и один подвиж­ный кронштейн /5/, который может передвигаться вдоль колонны и фиксироваться в любом положении. Между верхним и нижним кронштей­ном натянут резистивный провод /6/, который прикреплен к кубикам /7/ путем привинчивания при помощи винтов. Через контактный за­жим на подвижном кронштейне обеспечивается хорошее гальваничес­кое соединение с резистивным проводом. На подвижном кронштейне нанесена черта, которая облегчает определение на шкале длины отрезка измеряемого резистивного провода.

Нижний, верхний и центральный подвижный контакты резистивного провода подведены при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора /8/, которая помещена в центральном корпусе и при помощи винтов прикреплена к основанию.

Вид лицевой панели измерительного блока F Р М – 01 пред­ставлен на рис.4.

Функциональное назначение манипуляционных элементов (сог.рис.4)

W1-/SIEC/ /сеть/ -включатель сети.

Нажатие клавиши сети вызывает включение напряжения питания. Ви­зуально вызывает свечение неоновой лампочки.

W3 - /MOSTEK/ - переключатель вида работы.

Отжатая клавиша обеспечивает работу прибора с мостиком пос-

Рис.4.

тоянного тока. Нажатая позволяет произвести измерение активного сопротивления резистивного провода по техническому методу. W2 – переключатель схем работ: Отжатая - включается схема с точным измерением тока, Нажатый - включается схема с точным измерением напряжения.

P1 , /REG.PRADU / - регуляция тока - потенциометр регу­лировки тока.

ZL1,ZL2,ZL3-/Rx/ - лабораторные зажимы для под­ключения мостика постоянного тока.

4. И З М Е Р Е Н И Я

4.1. Измерение удельного сопротивления по техническому методу.

1. Переключатель W3 должен быть нажат –мостик в данной работе не используется.

2. При помощи переключателя W2- на лицевой панели избрать точное измерение тока или напряжения.

3. Установить подвижный кронштейн на 0,7 длины резистивного провода по отношение к основанию – задав таким образом начальную длину измерений ( рекомендуемая длина 0,4 м).

4. При помощи ручки регуляции тока установить такое значение тока, чтобы стрелка вольтметра показывала во 2/3 измерительного диапазона.

5. Считать показания амперметра и вольтметра.

6. Записать показания амперметра, вольтметра и длины измеряемого провода в таблицу 1.

7. Сместить подвижный кронштейн на 2-3 см вверх и снова вернуть подвижный кронштейн к начальной длине измеряемого провода - снять показания вольтметра и амперметра. Повторить про­цедуру измерений для начальной длины с п.3 ещё 4 раза.

8. Переключить W2 на другой метод и повторить процедуру измерений по другому техническому методу с п.3 по п.7.

Таблица I.

Метод с точным Метод с точным

измерением тока измерением напряжения

№ п/п	I1(мА)	U1(В)	L1(м)	I2(мА)	U2(В)	L2(м)
1 2 3 4 5

5. Обработка результатов измерений.

- снять данные о классе точности, номинальном значении и цене де­ления электроизмерительных приборов.

- пользуясь этими данными, а также результатами измерений таблицы I , рассчитать средние значения и полные погрешности всех измеряемых величин.

- пользуясь формулами (I) - (4), для средних величин рассчитать сопротивления резистивного провода для двух методов .

- найти удельное сопротивление резистивного провода и полные по­грешности косвенного измерения .

- рассчитать относительную погрешность измерений по формуле:

где - брать из таблицы справочника.

-записать окончательно результаты измерений в стандартном виде.

6. Контрольные вопросы,

1. Что такое погрешность измерения?

2. Из чего складывается полная погрешность?

3. От каких параметров зависят погрешности прибора и округления?

4. Что такое доверительный интервал?

5. Как определяется случайная погрешность? Каков смысл коэффици­ентов

Стъюдента?

6.Как находится погрешность косвенных измерений?

7 Чему равна погрешность измерения с точным измерением тока, если

погрешности для U, I, l известны .

8. Чему равна погрешность измерения с точным измерением

напряжения, если погрешности для U, I, l известны .

Таблица удельных электрических сопротивлений(p_эталон):

Проводники	р(Ом*мм2/м)	р(Ом*м)
Алюминий	0,027	2,7*10-8
Провод	0,0287	2,87*10-8
Вольфрам	0,055	5,5*10-8
Графит	8,0	8,0*10-6
Железо чистое	0,1	1,0*10-7
Золото	0,022	2,2*10-8
Иридий	0,0474	4,74*10-8
Константан	0,50	5,0*10-7
Литая сталь	0,13	1,3*10-7
Магний	0,044	4,4*10-8
Манганин	0,43	4,3*10-7
Медь	0,0172	1,72*10-8
Провод	0,0178	1,78*10-8
Молибден	0,054	5,4*10-8
Нейзильбер	0,33	3,3*10-7
Никель	0,087	8,7*10-8
Нихром	1,12	1,12*10-6
Олово	0,12	1,2*10-7
Платина	0,107	1,07*107
Ртуть	0,96	9,6*10-7
Свинец	0,208	2,08*10-7
Серебро	0,016	1,6*10-8
Серый чугун	1,0	1,0*10-6
Цинк	0,059	5,9*10-8