Описание прибора
Мост постоянного тока типа МВЛ - 47 представляет собой измерительный прибор, который в принципе ничем не отличается от моста Уитстона, описанного в работе N 214. Принципиальная схема моста (см. рис.1a) состоит из четырех сопротивлений: А, X, В и R. Сопротивления А и В составляют так называемые "плечи отношения" моста, а сопротивление R - "плечо сравнения". В противоположные вершины схемы включаются: источник тока Б и гальванометр Г -указатель равновесия моста. Условием равновесия моста (условием отсутствия тока через гальванометр) служит выполнение следующего равенства:
(1)
что позволяет определить одно из четырех сопротивлений, если известны три других.
Рис.1a
На лицевой панели прибора, электрическая схема которого изображена на рис.2, смонтированы:
-
Пять декадных переключателей рычажного магазина, образующего "плечо сравнения" моста. На четырех переключателях (под панелью ) установлено по 9 катушек, каждая сопротивлением 1, 10, 100, 1000 Ом, на пятом переключателе - 10 спиралей, сопротивлением 0,1 Ома каждая.
2. Контактные пластины и 10 контактов, на которых (под панелью) установлены два комплекта катушек сопротивлением 1, 10, 100, 1000, 10000 Ом, образующие "штепсельные магазины" "плеч отношения" моста А и В.
3. Кнопки Б и Г – для включения источника тока (Б) и гальванометра (Г).
4. Зажимы «Х» - для подключения измеряемого сопративления.
5. Зажимы «Г» - для подключения гальвонометра.
6. Зажимы «Б» для подключения источника тока.
Рис. 2.
Подготовка прибора к измерениям
1. К зажимам "Г" присоединить нуль-гальванометр, а к зажимам "Б" присоединить источник тока.
2. К зажимам "X" присоединить измеряемое сопротивление.
3. Зная порядок величины измеряемого сопротивления (указано на сопротивлении), установить штепсели магазинов А и В в гнезда согласно таблице N 1.
В приборе предусмотрены два способа (см. рис. 3) установки штепселей. На рис.3 положение штепселя магазина А соответствует сопротивлению 100 Ом, а положение штепселя магазина В - сопротивлению 1000 Ом. Согласно таблице N 1 изображенное положение штепселей должно быть при определении сопротивлений, порядок величины которых 102- 103 Ом.
Рис. 3.
ИЗМЕРЕНИЯ
Измерение сопротивлений мостом сводится к процессу уравновешивания этого моста с последующим вычислением неизвестного сопротивления по формуле. Введение сопротивлений "плеч отношения" А и В, выполненное в подготовительной части работы, является началом этого процесса. Окончательно мост уравновешивается введением сопротивления "плеча сравнения" R, выполняемого в виде рычажного магазина. Для этого: нажать кнопку Б, а затем кратковременно кнопку Г.
Измеряемое сопротивление Ом |
Положение штепселя |
|
Плеча А |
Плечо В |
|
Менее 10 |
1 |
1000 |
10-102 |
10 |
1000 |
102-103 |
100 |
1000 |
103-104 |
1000 |
1000 |
104-105 |
10000 |
1000 |
Более 105 |
10000 |
100 |
Таблица N 1
Руководствуясь стороной отклонения стрелки гальванометра, на рычажном магазине установить такое сопротивление R, при котором после нажатия кнопки Б и Г стрелка гальванометра будет оставаться не -подвижной. Отсутствие тока через гальванометр соответствует равновесному состоянию моста. Уравновесив мост при сопротивлении Х1 в его схеме можно вычислить это неизвестное сопротивление по формуле:
Х= ,
где А и В - сопротивления, установленные на штепсельных магазинах "плеч отношения" моста, а R - сопротивление, установленное на рычажном магазине "плеча сравнения". Сопротивление Х следует записать с точностью до десятой доли Ома, ибо рычажный магазин позволяет вводить сопротивления, величина которых составляет десятые доли Ома. Данная работа предусматривает определение двух неизвестых сопротивлений (Х1 и Х2 ) кроме того, определение сопротивлений, получаемых при последовательном (X/ ) и параллельном их соединении (Х//). Ввиду того, что введение сопротивлений А и В требует значения порядка величины измеряемого сопротмивления, X/ и Х// следует предварительно вычислить по соответствующим формулам:
Х/вычисл.=Х1+Х2 (2)
или =
Чтобы убедиться в правильности этих формул, сопротивления Х/ и Х// следует определить с помощью моста. Полученные с помощью моста результаты последовательного и параллельного соединения необходимо сопоставить с величинами сопротивлений, рассчитанных по формуле (2).
ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
N изм. |
Обозначение сопротивлений |
А Ом |
В Ом |
R Ом |
Х Ом |
1 |
Х1 |
|
|
|
|
2 |
Х2 |
|
|
|
|
3 |
Последоват. соединение Х/ |
|
|
|
|
4 |
Параллельн. соединение Х// |
|
|
|
|
ТАБЛИЦА ДЛЯ СОПОСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЙ
Х/ вычис. |
Х |