1.3. Описание экспериментальной установки.

Рис 2

Схема экспериментальной установки приведена на рис.2. От источника постоянного тока ε через ключ К идут провода к точкам А и В. Эти точки соединяются однородной тонкой проволокой, натянутой на линейку с делениями (реохорд). Параллельно к реохорду к точкам А и В присоединяются неизвестное сопротивление R_X (резистор) и магазин сопротивлений М с введенным в нем определенным сопротивлением R. От точки С идет проводник через гальванометр G к подвижному контакту D, который можно перемещать вдоль реохорда. Движок D делит тонкую проволоку на две части. Одна часть длиной l₁ соответствует сопротивлению R₁, другая длиной l₂ соответствует сопротивлению R₂ в схеме моста (рис.1). Перемещая движок D по проволоке, т.е. меняя длины l₁ и l₂, можно изменять сопротивления R₁ и R₂.

Так как в соответствии с формулой (3) , а , то из условия баланса моста Уитстона (11) величина неизвестного сопротивления определяется по формуле:

(12)

Таким образом, для измерения R_X необходимо подобрать такие значения R, l₁ и l₂, чтобы в цепи амперметра отсутствовал ток. В состав установки входят источник питания, мультиметр, набор резисторов различного сопротивления, часть из которых с закодированными значениями сопротивлений, а часть – с известными значениями сопротивлений; доска с металлической нитью и измерительной линейкой (реохорд): доска с укрепленными на ней металлическими проволочными резисторами, имеющими одинаковую длину, но различный диаметр; соединительные провода.

1.4. Порядок выполнения работы

Лабораторную работу необходимо выполнять, строго соблюдая правила техники безопасности, установленные в лаборатории электричества и магнетизма.

1. Собрать схему одинарного моста (рис.2), не включая источник питания.

2. После проверки рабочей схемы преподавателем провести измерение сопротивлений трех резисторов. При измерении R_X1 установить в магазине М сопротивлений R=330Ом; при измерении R_X2 установить в магазине М сопротивлений R=150Ом; при измерении R_X3 установить R=680Ом.

3. Включить источник питания в сеть.

4. Перемещая движок D по проволоке моста добиться отсутствия тока в цепи амперметра. Соответствующие значения длин l₁ и l₂ занести в таблицу 1.

5. По формуле (12) рассчитать значения сопротивлений R_X1, R_X2, R_X3.

Таблица 1.1

Результаты измерения сопротивлений резисторов

Измеренное сопротивлене RX	R, Ом	l1, м	l2, м	, Ом
RX1	330
RX2	150
RX3	680

6. Взять дополнительную доску с укрепленными на ней проволоками, изготовленными из одного и того же материала, имеющими одну и ту же длину (L=1м), но разные диаметры d (значения диаметров даны в мм; материал проводника указан на доске).

7. Для пяти различных проволочных сопротивлений повторить все изложенное в п.п. 1-4, подбирая для каждой проволоки резистора свое R.

8. Соответствующие значения l₁ и l₂, а также R и диаметра проволоки d занести в таблицу 2.

Таблица 1.2

Результаты измерения сопротивлений проволочных резисторов

№№ / RX	d, мм	R, Ом	l1, м	l2, м	, Ом
I
II
III
IV
V

9. Воспользовавшись формулой (12), рассчитать неизвестные сопротивления всех пяти проволок.

10. Вычислить площадь поперечного сечения каждой проволоки ( ).

11. Вычислить отношение для каждой проволоки, имея ввиду, что L=1м.

12. Заполнить таблицу 3.

Таблица 3.

№№	RX, Ом	, м2	, м-1	tgα	, Ом⋅м	<ρ>, Ом∙м
I
II
III
IV
V

13. Построить график зависимости . Определить тангенс угла наклона полученного графика по отношению к оси .

14. По формуле рассчитать удельные электросопротивления для каждой из пяти проволок. Найти среднее значение <ρ> из полученных результатов.

15. Сравнить <ρ> с tgα.

16. Рассчитать по формуле (6) подвижность свободных электронов металла, из которого выполнены проволочные сопротивления.