Основные условные обозначения

1. На шкалах электроизмерительных приборов

	постоянный ток, постоянное напряжение
	переменный ток, переменное напряжение
	прибор магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой
	прибор магнитоэлектрической системы с подвижным магнитом
	прибор электромагнитной системы
	прибор электродинамической системы
	прибор тепловой системы
	изоляция прибора выдерживает напряжение 2кВ
	горизонтальная установка прибора
	вертикальная установка прибора
0.5	класс точности

2. На электрических схемах

пересечение проводов	соединение проводов (узел)	конденсатор, переменный конденсатор	Гальванометр

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Цель работы:

1. изучение зависимости сопротивления проводника от его линейных размеров;

2. вычисление погрешностей прямых и косвенных измерения электрических величин.

Принадлежности: установка для определения сопротивления линейного проводника, проволока, штангенциркуль.

Задачи:

1. Определение материала проводника по его удельному сопротивлению.

2. Графическое построение зависимости сопротивления проволоки от её длины.

Краткая теория

С одной стороны, сопротивление R проводника зависит от его линейных размеров (длины L, площади поперечного сечения S) и от удельного сопротивления материала (ρ), из которого он изготовлен:

R =  L/S, (1)

где  - удельное сопротивление.

С другой стороны, сопротивление проводника вычисляют по закону Ома для участка цепи, измерив напряжение (U) на концах проводника и ток (I) в замкнутой электрической цепи:

R = U/I. (2)

Решая систему уравнений (1) и (2) относительно удельного сопротивления проводника получаем:

(3)

Проводник имеет форму длинного тонкого цилиндра. Поэтому S = r², где r – радиус сечения проводника или при работе через измерения диаметра d:

S = d²/4 (4)

Подставляя выражение (4) в (3) получаем:

(5)

Таким образом, зная параметры проводника (d, L) проведем прямые измерения электрических величин U и I в цепи. По формуле (5) вычисляют удельное сопротивление проводника. Сравнивая полученные значения с табличными, определяют тип материала проволоки. Единицы измерения ρ:

[]=[R S/L]=[Ом мм²/ м]=[Ом·м].

Схема опыта:

1. Сделайте описание измерительных приборов.

2. Определите ΔI и ΔU по классу точности приборов.

3. Определите зависимость сопротивления от длины проводника, постройте график этой зависимости для 7 значений длины.

4. Запишите результаты измерений в таблицу:

Порядок выполнения работы:

1. Измерить диаметр d проводника микрометром 5 раз. Записать данные в таблицу 1, вычислить среднее значение d_ср.

Таблица 1

№	d, мм	dср - d, мм	(dср - d)2, мм2
1
2
3
4
5
	dср=	-	Σ(Δd)2=

2. Определить погрешность измерений диаметра проводника

3. Определить абсолютные погрешности электрических величин:

,

где - класс точности вольтметра и амперметра;U_max, I_max – максимальные значения на шкале приборов.

4. Установить длину проводника L= 5 cм.

5. Установить на амперметре значение силы тока I = 200A.

6. Снять показания напряжения U с вольтметра.

7. Записать данные в таблицу 2.

Таблица 2

№	Длина проводника L,м	Сила тока I, мA	Напря-жение U, B	Сопротивление R, Oм	Уд. Сопротив-ление ρ, Ом мм2/м	ΔR
1	5
2	10
3	15
4	20
5	25
6	30
7	35
8	40
9	45
10	50

8. Далее, изменяя длину проводника через каждые 5 см, повторить измерения U.

9. Вычислить среднее значение удельного сопротивления _ср, подставляя в формулу (2) средние значения.

10. Рассчитать относительную погрешность определения истинного значения удельного сопротивления для первого и последнего значений длины проводника:

11. Найти погрешность удельного сопротивления  =_ср _.

12. Записать результаты в виде:  =_ср  .

13. Сравнить полученное значение  с табличными данными (таблица 3) и определить тип материала проводника.

14. Проанализировать полученный результат, определить материал проводника.

15. Построить график зависимости R = f(L) с учетом погрешностей.

16. Установить длину проводника на каком либо среднем значении и не меняя длину поворачивать ручку изменения подаваемого напряжения. Записать значения токов и напряжений в таблицу 3.

Таблица 3

№	Сила тока I, мA	Напряжение U, B

17. Построить график зависимости I = f(U) c счетом погрешностей.

18. Сделать выводы по результатам работы.

Таблица 4

Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ

(ρ) Ом мм²/м (t ^oC = const)

серебро	0.016	Никель (сплав)	0.40
медь	0.017	Манганин (сплав)	0.43
золото	0.024	Константан (сплав)	0.50
алюминий	0.028	Ртуть	0.96
вольфрам	0.055	Нихром (сплав)	1.1
железо	0.10	Фехраль (сплав)	1.3
свинец	0.21	Хромель (сплав)	1.5
		Графит	1.3