Измерение омметром
6. Подключите омметр к миниблоку «Сопротивление проводника». В качестве омметра используют мультиметр: режим Ω 200 Ом, входы COM, VΩ.
7. Установите требуемый режим измерения.
8. Запишите показания прибора в таблицу.
Измерение мостом Уитстона
9. Соберите монтажную схему (см. рис. 8) по схеме (см. рис. 6).
10. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжений и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».
11. Установите все декады магазина сопротивлений в нулевое положение.
12. Подберите такое сопротивление магазина , при котором показания амперметра будут находиться вблизи нуля:
а) начните с декады с наибольшим сопротивлением;
б) увеличьте сопротивление декады на одно значение;
в) если ток, текущий через амперметр, уменьшился, но не изменил знак, то продолжайте увеличивать сопротивление декады;
г) как только знак тока изменился на противоположный, то это значит, что сопротивление магазина стало больше сопротивления исследуемого проводника и переключатель следует вернуть в предыдущее положение, после чего перейти к подбору сопротивления следующей декады;
д) подбирайте сопротивление на декадах магазина до тех пор, пока показание амперметра не будет равно нулю;
е)
увеличьте чувствительность мультиметра,
переведя его в режим
,
и вновь добейтесь магазином сопротивлений
того, чтобы показания мультиметра
(амперметра) стали равными нулю;
ж)
добейтесь того же самого при наибольшей
чувствительности мультиметра (режим
)
и после этого показание магазина
запишите в таблицу.
13. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.
4. Обработка результатов измерений
1. Рассчитайте сопротивление проводника R при техническом методе измерения (см. формулы (24) и (25)):
Значение
сопротивления мультиметра
в режиме
написано на стенде рядом с мультиметром.
Результаты расчетов запишите в таблицу.
2. Вычислите по формуле (26) сопротивление проводника R, измеряемого с помощью моста:
.
Результат с точностью до трех значащих цифр запишите в таблицу.
3. Рассчитайте по формуле (22) удельное сопротивление проводника:
,
используя значение R, полученное наиболее точным методом – мостовым.
Определите материал проводника, сравнив полученное значение ρ с табличными значениями для проводников. По полученным результатам сделайте вывод, не забудьте указать источник справочной информации.
4.
Оцените погрешности
измеренных величин:
а) в техническом методе по разбросу полученных значений:
.
б)
для омметра
;
в)
при использовании моста погрешность
составляет 0,5 единицы последнего
записанного разряда числа; например,
для результата измерений
величина
и соответствующая ей
.
5. В выводе по работе сравните результаты, полученные различными методами измерений, и сопоставьте точность этих методов.
Контрольные вопросы
для самостоятельной подготовки
к выполнению лабораторной работы
Что называется электрическим током в проводнике?
Какой ток называется постоянным?
Дайте определение силы тока
.
В каких единицах измеряется сила тока в системе СИ? Единица измерения силы тока в этой системе является основной или производной?
Дайте определение плотности тока
.
В каких единицах измеряется плотность тока ?
Как с помощью плотности тока находится сила тока в проводнике с площадью поперечного сечения S?
Какие заряженные частицы являются носителями тока в металлическом проводнике?
Чем обусловлено сопротивление движению носителей тока в металлическом проводнике?
Запишите формулу, связывающую скорость упорядоченного движения электрона
с напряженностью электрического поля
в проводнике.
Дайте определение подвижности носителя тока (электрона)
в металлическом проводнике.
В каких единицах измеряется подвижность носителей тока ?
Запишите формулу закона Ома в дифференциальной форме для проводника.
Что называется удельной электрической проводимостью
проводника?
В каких единицах измеряется удельная электропроводность ?
Запишите формулу зависимости удельной электропроводности металлического проводника от заряда носителей тока
,
концентрации носителей тока
и их подвижности
.Электрической поле постоянного тока является потенциальным или нет?
Запишите формулу закона Ома для участка цепи, не содержащего электродвижущей силы (закон Ома в интегральной форме).
Запишите формулу зависимости электрического сопротивления
участка цепи, представляющего собой
однородный цилиндрический проводник,
от его размеров и свойств.
В каких единицах измеряется электрическое сопротивление ?
Что называется электрической проводимостью проводника
?
В каких единицах измеряется электрическая проводимость ?
Запишите формулу, связывающую удельное сопротивление проводника
с его удельной электропроводностью
.
В каких единицах измеряется удельное сопротивление ?
Назовите методы измерений сопротивления проводника, используемые в данной работе.
Запишите формулы для определения сопротивления проводника в техническом методе. Какие величины непосредственно измеряют в этом методе?
Какой метод лежит в основе работы омметра?
Сформулируйте условие равновесия моста Уитстона и на его основе получите формулу для расчета измеряемого сопротивления ?
Какие из используемых в работе методов являются более точными, а какие – менее точными?