Описание установки и метода измерения

Измерение сопротивлений проводников может быть выполнено в соответствии с электрическими схемами, изображенными на рис. 1.

В цепи, представленной на рис. 1а, вольтметр показывает падение напряжения на участке, состоящем из последовательно включенных сопротивления и амперметра, поэтому

.

(5)

В цепи, изображенной на рис. 1б, амперметр показывает общую силу тока на участке из параллельно включенных сопротивления и вольтомметра, поэтому

.

(6)

В формулах (5) и (6) – показания вольтметра и амперметра; , – сопротивления вольтметра и амперметра.

Зная сопротивление проводника и его размеры можно рассчитать и его удельное сопротивление.

В лабораторной работе измерение сопротивления металлического проводника производится с помощью прибора, лицевая панель которого изображена на рис. 2. Основание прибора оснащено регулируемыми ножками, которые позволяют произвести выравнивание его положения. К основанию прикреплена стойка с нанесенной метрической шкалой 4. На стойке смонтированы два неподвижных кронштейна 2 и один подвижный 5, который может передвигаться вдоль стойки и фиксироваться в любом положении. Между верхним и нижним кронштейнами натянут металлический проводник 3 известного диаметра.

Прибор работает от электрической сети напряжением 220 В, его включают путем нажатия клавиши 8 (при этом загорается индикатор 6). Отжатая клавиша переключателя вида работ 10 обеспечивает работу прибора с внешним мостиком постоянного тока. Нажатая клавиша позволяет производить измерения сопротивления по схемам, изображенным на рис. 1,а и 1,б. При отжатой клавише переключателя 9 подключается цепь с точным измерением тока, при нажатой – цепь с точным измерением напряжения.

Через металлический проводник 3 пропускается постоянный электрический ток от выпрямительного устройства, установленного в корпусе прибора. Длину проводника, сопротивление которого определяют, можно изменять с помощью подвижного кронштейна 5 и измерить по шкале 4. Регулятор тока 7 позволяет варьировать напряжение, подавамое на сопротивление . Миллиамперметр, включенный в цепь проводника, служит для измерения напряжения силы тока, а вольтметр – для измерения падения напряжения.

Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений

Задание . Проверка закона Ома для однородного участка цепи.

1. Ознакомиться с устройством экспериментальной установки.

2. Записать характеристики электроизмерительных приборов.

3. Включить прибор в сеть, выбрать режим измерений (с точным измерением тока или напряжения).

4. Найти зависимость для металлического проводника длиной . Для этого, изменяя регулятором напряжение , записать соответствующие значения тока .

5. Повторить измерения для проводников длиной и .

6. Данные о размерах проводников и результаты измерений записать в таблица 1.

Таблица 1 – Результаты измерений (задание1)

U	I	R		U	I	R		U	I	R

7. Используя данные таблицы 1, построить графики зависимости для каждой серии измерений в одной системе координат. Проанализировать характер полученных графических зависимостей.

8. Рассчитать значения и , учитывая что ; .

9. Оценить абсолютную и относительную погрешность измерения удельного сопротивления.

Задание 2. Определение удельного сопротивления металлического проводника и сравнение полученного результата с эталонным значением.

1. Ознакомиться с экспериментальной установкой.

2. Записать характеристики электроизмерительных приборов.

3. Включить прибор в сеть, выбрать режим измерений (с точным измерением тока или напряжения).

4. Найти зависимость для металлического проводника длиной . Для этого, изменяя регулятором напряжение , записать соответствующие значения тока .

5. Результаты измерений записать в таблица 2.

Таблица 2 – Результаты измерений (задание 2)

I	U		R

6. Используя данные таблицы 2, построить график зависимости . Проанализировать характер полученной графической зависимости.

7. Вычислить приближенное значение сопротивления для каждого опыта по формуле .

8. Вычислить точное значение сопротивления по формулам (5) или (6), что ; .

9. Рассчитать удельные сопротивления и .

10. Оценить абсолютную и относительную погрешность измерения удельного сопротивления .

11. Сопоставить результаты измерений с эталонным значением удельного сопротивления проводника :

, ,

где , - средние арифметические значения результатов измерений и соответственно.