Экспериментальная часть
Приборы и оборудование: лабораторная установка и микрометр.
Схема и описание установки
У
становка
для определения удельного сопротивления
состоит из механической конструкции,
измерительного блока и исследуемого
проводника. Её общий вид представлен
на рис. 4.7.
На основании 1 закреплена колонка 2 с нанесенной на нее метрической шкалой 3. На колонке смонтированы два неподвижных кронштейна 4 и один подвижный кронштейн 5, который может передвигаться вдоль колонки и фиксироваться в любом месте.
Между неподвижными кронштейнами закреплен проводник в виде тонкой проволоки 6. Зажим 7 на подвижном кронштейне обеспечивает хороший контакт с проводником. На подвижном кронштейне нанесена черта, которая обеспечивает точное определение длины измеряемой части проводника.
Н
а
передней панели измерительного блока
8 смонтированы вольтметр, миллиамперметр,
три клеммы, три кнопки, ручка регулятора
тока и индикатор сети.
Принципиальная электрическая схема, используемая для измерений, изображена на рис. 4.8. Из (4.2) и (4.6) можно получить расчётную формулу для удельного сопротивления:
.
Площадь поперечного сечения проводника равна
,
где d – диаметр проводника, тогда:
.
(4.20)
Порядок выполнения работы
1. Подготовить прибор к работе, для чего необходимо ручку «Рег. тока» повернуть против часовой стрелки до упора. Левая черная кнопка должна быть в утопленном положении, а правая черная кнопка – в отжатом. Красная кнопка «СЕТЬ» также должна находиться в отжатом положении.
2. Закрепить подвижный кронштейн на расстоянии 350–500 мм, которое определяется по метрической шкале.
3. Измерить микрометром диаметр проводника не менее 10 раз в различных местах задействованной части исследуемого проводника.
4. Измерить и записать в таблицу 4.1 длину l измеряемой части проводника.
Таблица 4.1
|
d, мм |
d, мм |
l, мм |
l, мм |
I, мА |
I, мА |
U, B |
U, B |
R, Ом |
Rср, Ом |
R, Ом |
|
|
|
l1= |
|
|
|
|
|
|
R1= |
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
l2= |
|
|
|
|
R2= |
| ||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
l3= |
|
|
|
|
R3= |
| ||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
l4= |
|
|
|
|
R4= |
| ||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
dср.= |
dср.= |
|
|
|
5. Включить прибор и, медленно вращая ручку «Рег. тока», установить величину тока не менее 100 мА.
6. Снять показания вольтметра и миллиамперметра, изменяя величину тока в интервале 100–250 мА. Измерения провести не менее 5 раз.
7. Выключить прибор. Изменить длину измеряемой части проводника на 50–100 мм. Повторить измерения, как указано в пунктах 4–6.
8. Вновь выключить прибор и снова изменить длину измеряемой части проводника на 50–100 мм. Повторить измерения, как указано в пунктах 4–6.
9. Еще раз выключить прибор и изменить длину измеряемой части проводника на 50–100 мм. Повторить измерения, как указано в пунктах 4–6.
10. Найти на шкалах вольтметра и миллиамперметра классы точности этих приборов и вычислить абсолютную погрешность измерения величин силы тока и напряжения.
11. Выключить установку и привести в порядок рабочее место.
12. Занести результаты всех измерений в таблицу 4.1.
Таблица 4.2
|
№ п/п |
Ом |
мм |
dср., мм |
|
R, Ом |
l, мм |
d, мм |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
| |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
,
,
,
,
