Описание установки и метода измерения

Измерение сопротивлений проводников может быть выполнено в соответствии с электрическими схемами, изображенными на рис. 1.

В цепи, представленной на рис. 1а, вольтметр показывает падение напряжения на участке, состоящем из последовательно включенных сопротивления и амперметра, поэтому

.

(5)

В цепи, изображенной на рис. 1б, амперметр показывает общую силу тока на участке из параллельно включенных сопротивления и вольтомметра, поэтому

.

(6)

В формулах (5) и (6) – показания вольтметра и амперметра;,– сопротивления вольтметра и амперметра.

Зная сопротивление проводника и его размеры можно рассчитать и его удельное сопротивление.

Влабораторной работе измерение сопротивления металлического проводника производится с помощью прибора, лицевая панель которого изображена на рис. 2. Основаниеприбора оснащено регулируемыми ножками, которые позволяют произвести выравнивание его положения. К основанию прикреплена стойка с нанесенной метрической шкалой 4. На стойке смонтированы два неподвижных кронштейна 2 и один подвижный 5, который может передвигаться вдоль стойки и фиксироваться в любом положении. Между верхним и нижним кронштейнами натянут металлический проводник 3 известного диаметра.

Прибор работает от электрической сети напряжением 220 В, его включают путем нажатия клавиши 8 (при этом загорается индикатор 6). Отжатая клавиша переключателя вида работ 10 обеспечивает работу прибора с внешним мостиком постоянного тока. Нажатая клавиша позволяет производить измерения сопротивления по схемам, изображенным на рис. 1,а и 1,б. При отжатой клавише переключателя 9 подключается цепь с точным измерением тока, при нажатой – цепь с точным измерением напряжения.

Через металлический проводник 3 пропускается постоянный электрический ток от выпрямительного устройства, установленного в корпусе прибора. Длину проводника, сопротивление которого определяют, можно изменять с помощью подвижного кронштейна 5 и измерить по шкале 4. Регулятор тока 7 позволяет варьировать напряжение, подавамое на сопротивление. Миллиамперметр, включенный в цепь проводника, служит для измерения напряжения силы тока, а вольтметр – для измерения падения напряжения.

Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений

Задание . Проверка закона Ома для однородного участка цепи.

1. Ознакомиться с устройством экспериментальной установки.

2. Записать характеристики электроизмерительных приборов.

3. Включить прибор в сеть, выбрать режим измерений (с точным измерением тока или напряжения).

4. Найти зависимость для металлического проводника длиной. Для этого, изменяя регулятором напряжение, записать соответствующие значения тока.

5. Повторить измерения для проводников длиной и.

6. Данные о размерах проводников и результаты измерений записать в таблица 1.

Таблица 1 – Результаты измерений (задание1)

U	I	R		U	I	R		U	I	R

7. Используя данные таблицы 1, построить графики зависимости для каждой серии измерений в одной системе координат. Проанализировать характер полученных графических зависимостей.

8. Рассчитать значения и, учитывая что;.

9. Оценить абсолютную и относительную погрешность измерения удельного сопротивления.

Задание 2. Определение удельного сопротивления металлического проводника и сравнение полученного результата с эталонным значением.

1. Ознакомиться с экспериментальной установкой.

2. Записать характеристики электроизмерительных приборов.

3. Включить прибор в сеть, выбрать режим измерений (с точным измерением тока или напряжения).

4. Найти зависимость для металлического проводника длиной. Для этого, изменяя регулятором напряжение, записать соответствующие значения тока.

5. Результаты измерений записать в таблица 2.

Таблица 2 – Результаты измерений (задание 2)

I	U		R

6. Используя данные таблицы 2, построить график зависимости . Проанализировать характер полученной графической зависимости.

7. Вычислить приближенное значение сопротивления для каждого опыта по формуле .

8. Вычислить точное значение сопротивления по формулам (5) или (6), что;.

9. Рассчитать удельные сопротивления и.

10. Оценить абсолютную и относительную погрешность измерения удельного сопротивления .

11. Сопоставить результаты измерений с эталонным значением удельного сопротивления проводника :

, ,

где ,- средние арифметические значения результатов измеренийи соответственно.