Lab_fizika / Електромагнетизм / 2-9

Лабораторна робота №2-9

Лабораторна робота № 2-9

Знаходження питомого опору резистивного проводу

Мета роботи: Ознайомитися з технічним способом вимірювання опору, знайти питомий опір провідника, перевірити закон Ома для ділянки електричного кола.

Обладнання: прилад для вимірювання опору резистивного проводу FPM-01 у комплекті.

Теоретичні відомості

Вимірювання опору технічним способом ( за допомогою вольтметра та амперметра) можна здійснювати згідно двох різних схем (малюнок 1 ).

Мал.1 Дві різні схеми ( А та Б ) вимірювання опору технічним способом.

Технічний спосіб використовує закон Ома для ділянки кола. Проте, якщо визначати опір за формулою, що випливає із закону :

,

(1)

де та - показання амперметру та вольтметру, ми отримаємо лише наближене значення опору. Справа у тому, що у схемі А, вимірюється фактично сума струмів, що протікають через шуканий опір та вольтметр ( , де – струми через шуканий опір та вольтметр. У той же час в цій схемі , тобто вольтметр показує напругу саме на шуканому опорі.

З урахуванням цього розрахункова формула для шуканого опору у схемі А повинна мати такий вигляд:

(2)

Де =500 Ом – опір вольтметра.

У схемі Б , навпаки, струм через шуканий опір та струм амперметра співпадають: . Проте, вольтметр вимірює сумарну напругу на шуканому опорі та амперметрі : . З урахуванням цього факту розрахункова формула для опору для схеми Б отримує вигляд:

(3)

Де =0.15 Ом – опір амперметра.

Відносна похибка для цих випадків дорівнює :

(схема А)	(4а)
(схема Б )	(4б)

З останніх формул випливає, що схема А доцільна тоді, коли ,

схема Б , коли .

Зв'язок поміж шуканим опором та питомим опором проводу наступний :

(5)

Де площа поперечного перерізу проводу ( діаметр проводу м),

- його довжина.

Опис експериментальної установки

Експериментальною установкою є прилад для вимірювання питомого опору типу FPM-01.

Функціональне призначення елементів управління є наступним:

• – вимикач живлення (мережі );

• – перемикач схеми вимірювань;

• якщо натиснутий, забезпечує схему А мал.1 (тобто точний вимір струму);

• якщо відтиснутий – схему Б мал.1(точний вимір напруги);

• – перемикач типу роботи, при вимірюванні по технічному способу повинен бути натиснутий;

• – регулятор сили струму:,

• – міліамперметр та вольтметр.

Порядок виконання роботи:

1. Вирівняйте прилад за допомогою регульованих гвинтів на ніжках.

2. Пересуньте рухомий контакт приблизно на 70% довжини резистивного проводу відносно нерухомого контакту.

3. Натисніть перемикач , увімкнувши режим технічного способу вимірювань.

4. Натисніть перемикач , що забезпечить вимірювання по схемі А мал.1

5. Натисніть - живлення приладу. Регулятором підберіть такий струм через міліамперметр, аби вольтметр показував відхилення стрілки приблизно на 2/3 шкали.

6. Показання приладів запишіть в таблицю. Змініть силу струму через провід і повторіть дослід декілька разів. Знайдіть значення з формули (4а)

7. Відтисніть перемикач , що забезпечить вимірювання по схемі Б мал.1. Повторіть декілька разів те, що описано в пп.5,6, користуючись формулою (4б).

8. Для кожного знайденого значення знайдіть питомий опір за формулою (5). Оцініть середні значення та похибки.

Обробка результатів

Результати вимірювань заносяться у таблицю наступного вигляду .

Схема А
№	I (A)	U ( V)	(Om)	(Om)	(Om m)	(Om m)
1
2
3
4		і
5
Сер.
Схема Б
1
2
3
4
5
Сер.

Похибки оцініть стандартним шляхом, викладеним в методичних рекомендаціях по знаходженню похибок. (Наприклад, усередненням результатів, знаходженням середньоквадратичної похибки, тощо). Зробіть висновки та наведіть результати.

Контрольні запитання

1. Сформулюйте закон Ома для однорідної та неоднорідної ділянки кола.

2. Сформулюйте правила Кірхгофа.

3. Чим відрізняються схеми вимірювання А та Б ?

4. Поясність наявність електричного опору з точки зору будови речовини.

5. Чи залежить питомий опір провідників від температури і якщо так, то як саме?

Рекомендована література

1. Кучерук І.М., Горбачу І.Т. Загальна фізика: Електрика і магнетизм: Підручник. – К.: Вища шк., 1995. С.88-115.

2. Загальні основи фізики: У двох книгах. Кн.2. Електродинаміка. Атомна та субатомна фізика: Навч. посібник/ За ред. Д.Б.Головка, Ю.Л.Ментковського. – К.: Либідь, 1998. – С.44-63.

3. Бушок Г.Ф., Левандовський В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики: Навч.посібник: У 2 кн. Кн..1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – К.: Либідь, 2001. С.261-294.

4. Зачек І.Р., Кравчук І.М. та ін. Курс фізики: навчальний підручник. – Львів: Видавництво “Бескид Біт”, 2002. С.123-132.

©2004

- 3 -