Контрольные вопросы.

1. Почему воздействие электрическим полем является очень важным фактором для жизнедеятельности организма?

2. Основные характеристики электрического поля.

3. Что называется напряженностью поля?

4. Что называется потенциалом и разностью потенциалов? Напряжением на участке?

5. Как связаны меду собой напряженность и потенциал электрического поля?

6. Почему электростатическое поле является потенциальным?

7. За счет какого механизма ослабляется напряженность внешнего поля внутри диэлектрика?

8. Что такое конденсатор? Что называется электроемкостью конденсатора?

9. Напишите формулу емкости батареи:

а) параллельно соединенных конденсаторов;

б) последовательно соединенных конденсаторов.

10. Что такое баллистический режим гальванометра?

11. Что такое баллистическая постоянная гальванометра?

Лабораторная работа № 7 (2-1) измерение сопротивлений при помощи моста уитстона

Цели работы: 1) определить неизвестные сопротивления R_х1 и R_х2;

2) измерить эквивалентные сопротивления при последовательном и параллельном соединении R_х1 и R_х2;

3) сравнить измеренные и рассчитанные эквивалентные сопротивления при последовательном и параллельном соединении.

I. Описание установки

На практике для измерения сопротивлений применяют мост Уитстона (рис. 7.1). Он состоит из реохорда АВ, который представляет собой укрепленную на линейке однородную калиброванную проволоку, подвижного контакта Д, чувствительного гальванометра G, неизвестного сопротивления R_x и известного сопротивления, устанавливаемого на магазине сопротивлений.

Рис. 7.1. Принципиальная электрическая схема установки

Схема установки представляет собой смешанное соединение проводников, в основе которого замкнутый контур АВСД, где А, В, С, Д – узлы контура, в состав контура входят сопротивления R₁, R₂, R и R_х (см. рис. 7.1). Питание цепи осуществляется от источника с ЭДС Е (положение тумблера на лицевой панели установки «Сеть»). В диагональ ВД включен чувствительный микроамперметр.

II. Методика работы

При произвольном соотношении сопротивлений, составляющих мостовую схему, через микроамперметр должен идти ток. Однако, можно подобрать сопротивле­ния R, R₁, R₂ так, что ток через микроамперметр проходить не бу­дет:

(7.1)

Применяя I правило Кирхгофа (алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю) к узлам С и Д схемы, получим с учетом (1), что

(7.2)

Если теперь применить II правило Кирхгофа (алгебраическая сумма падений напряжений на участках замкнутого контура равна алгебраической сумме э.д.с. на этих участках) к замкнутым контурам АСДА и СВДС мостовой схемы, то получим уравнения:

(7.3)

Решая совместно системы уравнений (7.2) и (7.3), можно выразить величину неизвестного сопротивления через известные значения сопротивлений R, R₁ и R₂:

(7.4)

Из формулы сопротивления для однородного проводника

, (7.5)

где – удельное сопротивление проводника,– площадь поперечного сечения проводника, следует, что при положении движка Д, устанавливающему на реохорде плечи (длины) реохорда, сопротивления R₁ и R₂ пропорциональны этим длинам:

(7.6)

где иназываются плечами реохорда.

Сравнивая (7.4) и (7.6), получим расчетную формулу:

(7.7)

измеряются при нулевом значении показаний микроамперметра. АС – реохорд (см. рис. 7.1, АВ) длина которого l = 680 мм. Д – ползунок, перемещающийся по реохорду.

Внимание! Не путать отсчет отрезков с отсчетом отрезков на установке:х₁ и х₂, отсчитываемых от середины реохорда.

Т.к. и, следовательно . (7.8)

Тогда:

l₁=340 - x,( мм), а l₂=340+x,( мм) (7.9)