Порядок виконання роботи

1. Скласти коло згідно зі схемою рис 2.

2. Встановити значення опору r₃=0 та вказане значення опору r₂ .

3. Після перевірки кола викладачем регулятором встановити задане значення n₀.

4. Підібрати таке значення r₃ при якому відхилення стрілки приладу становитиме п=n₀/2.

5. Користуючись формулами (13), (15), (4), знайти значення

6. Змінюючи напругу U та опір r₂ , проробити аналогічні вимірювання при інших початкових відхиленнях n₀ .

7. Досліди повторити тричі. Дані занести в таблицю.

№ п/п	U, B	r1 , Ом	r2 , Ом	r3 , Ом	n0, под.	R, Ом	Ki , A/под.	Ku , B/под.
1.
2.
3.
Сер.		-	-	-	-

Контрольні запитання

1. Дати означення ціни поділки приладу щодо струму та щодо напруги.

2. Вказати зв’язок між ціною поділки щодо напруги та струму.

3. Назвати розмірності величин та .

4. Яким чином можна змінювати чутливість амперметра та вольтметра?

5. Як підключаються шунти та додаткові опори до амперметра та вольтметра?

6. Записати формулу закону Ома для однорідної ділянки кола в інтегральній формі.

7. Записати формулу закону Ома для повного кола.

8. Записати формули для визначення опору при паралельному та послідовному з’єднаннях резисторів.

9. Сформулювати перше та друге правила Кірхгофа.

10. Описати будову ґальванометра маґнетоелектричної системи.

Лабораторна робота №24 вимірювання опорів за допомогою містка уїтстона

МЕТА РОБОТИ:	навчитись визначати величини невідомих опорів.
ОБЛАДНАННЯ:	джерело напруги, магазин опорів, невідомі опори, ґальванометр, міст МО-62.

Теоретичні відомості

Одним з елеметів електричного кола є резистор. Останній перетворює енергію електричного струму I в теплову. Електричною характеристикою резистора є його опір R , який зв’язує струм I та напругу U згідно з законом Ома:

. (1)

Вираз (1) характеризує інтегральні властивості зразка. Диференціальною характеристикою речовини є її питомий опір  чи електропровідність . Для циліндричного однорідного зразка опір R між торцями:

. (2)

Тут l – довжина, а S – площа поперечного перерізу зразка.

Механізм перенесення зарядів різний для різних речовин. У металах –впорядкований дрейф електронів провідності на фоні теплового руху; в електролітах – зустрічний рух йонів протилежних знаків; у йонізованих газах – рухи електронів та йонів; у напівпровідниках – дрейф електронів чи дірок.

Електропровідність залежить від концентрації та рухливості носіїв струму. В металах з ростом температури електропровідність зменшується, а в газах, електролітах та напівпровідниках – зростає. За дуже низьких температур деякі речовини стають надпровідниками.

П ри вимірюванні опору резисторів використовують різні схеми, найпоширенішою з яких є місткова. Місток Ч.Уїтстона, схема якого наведена на рис.1, складається з ґальванометра G та чотирьох опорів R_x , R₄ , R₂ , R₃ . Струм I у вузлі В розгалужується на I₁ та I₃. Змінюючи опір R₃, можна добитись того, що потенціали в точках А і С будуть однаковими, тобто _. Тоді струм через ґальванометр не протікатиме, а

I₁ = I₂; I₃ = I₄ . (3)

Для аналізу розгалужених електричних мереж користуються правилами Кірхгофа. Перше правило: алгебрична сума струмів у вузлі дорівнює нулю:

. (4)

Тут п - кількість віток, які сходяться у вузлі. Струми, що входять у вузол, умовно вважаються додатними, а струми, які виходять з вузла – від’ємними. Друге правило: алгебрична сума добутків струмів віток на опори резисторів віток для довільного замкненого контура дорівнює алгебричній сумі е.р.с. , що діють у цьому контурі:

. (5)

Якщо напрям обходу контура не співпадає з напрямком струму (або з напрямком е.р.с.) у контурі, то спад напруги (або е.р.с.) у контурі необхідно брати зі знаком мінус.

Запишемо друге правило Кірхгофа для контурів BAC i ADC, вибравши обхід контура за годинниковою стрілкою:

; (6)

. (7)

Поділивши рівняння (6) на рівняння (7) та врахувавши співвідношення (3), одержимо умову рівноваги моста:

. (8)

3 (8) отримуємо робочу формулу для знаходження невідомого опору:

. (9)

Монтажна схема лабораторного обладнання наведена на рис.2.

Невідомий опір можна виміряти також за допомогою моста постійного струму МО-62 або омметром. Щоб виміряти невідомий опір мостом МО-62 необхідно:

1. Увімкнути прилад у сітку змінного струму.

2. Під'єднати невідомий опір до клем R_x.

3. На декадах множників встановити приблизне значення R_x.

4. Натиснути кнопку "грубо" і, повертаючи ручки множників " ", " ", " " добитися, щоб стрілка ґальванометра була на нулі. Відпустити кнопку "грубо".

5. Натиснути кнопку "точно" і знову встановити стрілку ґальванометра на нуль.

6. При різких відхиленнях стрілки ґальванометра кнопку "грубо" або "точно" негайно відпустити і покликати викладача. Не можна натискувати обидві кнопки одночасно.

7. Підрахувати невідомий опір згідно з формулою:

R_x=N(x₁100+x₂10+x₃1+x₄0,1+x₅0,01 ),

де х₁ , х₂ , х₃ , х₄ , x₅ – відповідні покази множників, а N – показ перемикача відношення плечей моста.