Описание прибора и метода измерений
1 – резистивный провод
2 – метрическая шкала
3 – подвижный кронштейн
4 – измерительная часть прибора
5, 6 – вольтметр и амперметр
7 – регулятор тока
8 – переключатель вида работ
9 – переключатель для включения соответствующей схемы при измерении техническим методом
10 – выключатель питания
Измерение сопротивления техническим методом с точным измерением силы тока.
При включении миллиамперметра и вольтметра по схеме, представленной на рис. 5, миллиамперметр показывает силу тока, текущего через измеряемое сопротивление отрезка провода ВС.
Рис. 5. Электрическая схема для измерения сопротивления методом точного измерения силы тока
По закону Ома для участка цепи ABC:
,
(7)
где
– показание миллиамперметра (сила тока
на участке ABC),
– показание вольтметра (напряжение на
участке ABC),
– сопротивление участка ABC.
Сопротивление
складывается из сопротивления амперметра
и искомого сопротивления провода
:
.
(8)
Из (7) и (8) получаем:
.
(9)
Измерение сопротивления техническим методом с точным измерением напряжения.
Для измерения сопротивления данным методом, приборы подключаются по схеме, представленной на рис. 6.
Рис. 6. Электрическая схема для измерения сопротивления методом точного измерения напряжения
В этом случае для участка AB,
представляющего собой параллельное
соединение сопротивлений отрезка
провода
и сопротивления вольтметра
,
имеем:
.
(10)
Объясните формулу (10), пользуясь свойством параллельного соединения проводников и законом Ома.
(11)
где
– ток, текущий через миллиамперметр,
– ток, текущий через проводник,
– ток, текущий через вольтметр.
Из формул (10) и (11) находим сопротивление проводника:
.
(12)
По закону Ома для вольтметра
.
(13)
Тогда для сопротивления провода получаем:
(14)
или
. (15)
Определение удельного сопротивления.
Выражение для удельного сопротивления находим из (4):
.
(16)
Сечение провода равно
,
(17)
где
– диаметр провода.
Таким образом, удельное сопротивление провода равно:
.
(18)
Задание
Определить удельное сопротивление провода техническим методом с точным измерением силы тока.
Определить удельное сопротивление провода техническим методом с точным измерением напряжения.
Порядок выполнения работы
|
Задание №1 Точное измерение тока |
Задание №2 Точное измерение напряжения |
||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для данной установки записать внутреннее сопротивление миллиамперметра (указано на приборе), внутреннее сопротивление вольтметра (указано на приборе), и диаметр провода (указано на установке).
Передвинуть подвижный кронштейн 3 приблизительно на 0,7 длины провода по отношению к основанию. Определить длину отрезка проводника от основания до подвижного кронштейна по шкале 2.
Нажатием клавиши 10 включить напряжение питания.
Для выполнения задания I (с точным измерением силы тока) поставить клавишу 9 в отжатое состояние.
При помощи регулятора тока 7 установить стрелку миллиамперметра на какое-либо из делений, соответствующее значению тока не менее
.Записать в таблицу показания миллиамперметра и вольтметра.
Повторить измерения, согласно п. 5 и 6 еще два раза, выставляя различные значения токов. Полученные результаты занести в таблицу.
Используя формулы (9) и (18) вычислить сопротивление и удельное сопротивление для каждого измерения.
Вычислить среднее значение удельного сопротивления .
При выполнении задания II (с точным измерением напряжения) привести клавишу 9 в нажатое состояние и выполнить измерения по пунктам 5 – 7.
Вычислить сопротивление и удельное сопротивление для каждого измерения. Затем вычислить среднее значение удельного сопротивления .
По окончании измерений выключить прибор нажатием клавиши 10.