36702

Определение омического сопротивления при помощи моста Уитстона

Лабораторная работа

Физика

Определение омического сопротивления при помощи моста Уитстона. Цель работы: Экспериментальное определение сопротивления проводников и проверка закона Ома с помощью моста постоянного тока. Однако существует одно определенное...

Русский

2013-09-23

306.5 KB

98 чел.

PAGE  5

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа ИУИТ, УИС-111                           К работе допущен___________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент Дмитриева Е. В.                                                   Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов И. В.                                        Отчёт принят______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №  16     

Определение омического сопротивления при помощи моста Уитстона.

  1.  Цель работы:

 

Экспериментальное определение сопротивления проводников и проверка закона                                     Ома с помощью моста постоянного тока.

   

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

R, Rx, r1,r2 – сопротивления;

Г – гальванометр;

К – ключ;

ε – ЭДС;

I1, I2сила тока

К1, К2, К3, К4, К5  - ключи;

Rx1

, Rx2, Rx3, R1 – сопротивления;

                                                                                                         R (мс) – магазин сопротивлений.
3. Основные теоретические положения к данной работе
 (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Мостиковая схема постоянного тока, часто называемая мостом Уитстона, составлена из сопротивлений  R, Rx, r1,r2 источника электродвижущей силы и чувствительного гальванометра.

При произвольном соотношении сопротивлений. составляющих всю мостовую систему, через гальванометр при замыкании ключа К должен идти ток.

Однако     существует     одно     определенное     соотношение     между сопротивлениями, составляющими схему, при котором ток, идуший через гальванометр, обращается в нуль хотя при этом во всех друтих звеньях схемы ток не равен нулю.

Для того, чтобы в гальванометре отсутствовал ток, потенциалы в точках С и Д должны быть одинаковы:

Но это, как видно из схемы, будет иметь место лишь в том случае, если равны друг другу разности потенциалов между точками А и С и точками А и Д:

,  (1)

а также разности потенииалов между точками С и В и точками Д и В:

. (2)

Ток I, текущий от батареи, разветвляется в точке А на ток I1, текуший от точки А к точке С, и ток I2, текуший от А к Д. Если в диагонали СД ток отсутствует, то по закону сохранения заряда ток в проводнике АС равем току в проводнике СВ, а ток в проводнике АД равен току в проводиике ДВ. Тогда по закону Ома для АС, АД, СВ и ДВ можно записать соответственно

; ;

;                                   .

Подстановка полученных величин соответственно в соотношения (1) и (2) дает:

;  (3)

.   (4)

Деля уравнение (3) почленно на (4), можно получить соотношение:

,   (5)

Таким образом, сопротивлениями служат отрезки проводника, расположенные по разные стороны от движка Д. Такая система скользящего контакта мостика позволяет легко изменять величины сопротивлений Ввиду однородности реохорда отношение сопротивлений  можно заменить отношением длин соответствуюших отрезков реохорда l1 и l2. Тогда соотношение (5) будет иметь вид:

   .  (6)


4. Таблицы и графики

Таблица 1: Данные, полученные в результате измерений сопротивлений.

П. П.

R,

Ом

l1

дел.

шк.

l2

дел.

шк.

Rx1

Ом

R

Ом

l1

дел.

шк.

l2

дел.

Шк.

Rx1

Ом

R

Ом

l1

дел.

шк.

l2

дел.

шк.

Rx1

Ом

       1

10

6

4

15

20

6

4

30

10

8

2

40

       2

20

4

6

13,3

50

4

6

33,3

50

6

4

75

       3

60

2

8

15

60

8

2

36,8

60

8

2

82,9

Среднее значение

30

4

6

14,43

43,33

6

4

33,3

40

7,3

2,6

65,9

Таблица 2: Данные, полученные в результате измерений параллельно включенных неизвестных сопротивлений.

П. П.

R, Ом

l1

дел.

шк.

l2

дел.

шк.

Rх пр Ом

Из опыта

Из теории

       1

2

8

2

8

7,4

       2

4

7

3

9,33

7,8

       3

7

6

4

10,5

11,1

Среднее значение

4,3

7

3

9,27

8,7

Таблица 2: Данные, полученные в результате измерений последовательно включенных неизвестных сопротивлений.

П. П.

R, Ом

l1

дел.

шк.

l2

дел.

шк.

Rх пс Ом

Из опыта

Из теории

1

20

8

2

80

78,3

2

40

7,5

2,5

120

90

3

70

6,5

3,5

130

129,7

Среднее значение

43,3

7,3

2,6

110

99,4

 


5. Расчёт погрешностей измерений 

(указать метод расчёта погрешностей).

Считая, что в работе преобладают приборные погрешности, находим предельную относительную пофешность косвенного измерения по формуле:

                                           

Подпись студента:

6. Окончательные результаты:

Подпись студента:


Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):


7. Дополнительная страница

(для размещения таблиц, теоретического материала и дополнительных сведений).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72862. Педосфера как часть биосферы. Химический и органический состав почвы. Гумус. Почвообразование 61 KB
  Химический и органический состав почвы. Твердая фаза почвы состоит из разнообразных химических веществ которые подразделяются на три группы: минеральные органические и органоминеральные. В состав почвы входят почти все известные химические элементы.
72863. Литосфера как часть биосферы и внутреннее строение Земли. Вещественный состав земной коры. Ландшафты, их виды и разрушение. Антропогенное воздействие на литосферу 67 KB
  Магматические горные породы. Магматические горные породы как и слагающие их минералы формируются из магматического расплава при застывании магмы в недрах интрузивные и на поверхности эффузивные Земли.
72864. Гидросфера как часть биосферы. Физические и химические свойства воды. Подземные воды. Почвенные воды. Атмосферная влага. Антропогенное воздействие на гидросферу 65.5 KB
  Гидросфера представляет собой всю водную оболочку Земли. Она включает в себя океаны, моря, реки, озера и даже влажность воздуха. Девяносто семь процентов воды земли находятся в океанах. Оставшииеся три процента — пресная вода; три четверти пресной воды пребывает в твердом состоянии в форме льда.
72865. Стратификация атмосферы. Инверсия. Ветры. Облака. Трансконтинентальный перенос примесей загрязняющих веществ 60 KB
  Инверсия атмосферная смещение охлажденных слоев воздуха вниз и скопление их под слоями теплого воздуха что ведет к снижению рассеивания загрязняющих веществ и увеличению их концентрации в приземной части атмосферы.
72866. Атмосфера как часть биосферы. Структура атмосферы. Газовый состав. Изменение давления и температуры над поверхностью Земли 62 KB
  Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. От поверхности Земли вверх эти слои: Тропосфера Стратосфера Мезосфера Термосфера Экзосфера.
72868. Понятие биосферы. Состав, строение и границы биосферы 67 KB
  Биосфера включает в себя: живое вещество образованное совокупностью организмов флора фауна микроорганизмы; биогенное вещество которое создается в процессе жизнедеятельности организмов газы атмосферы каменный уголь нефть торф известняки и др.; косное вещество которое формируется без участия живых...
72869. Антропогенные экосистемы: агроэкосистемы и урбосистемы 60 KB
  Урбосистемы (урбанистические системы) - искусственные экосистемы, возникающие в результате развития городов. Представляют собой сосредоточение населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов. Существование урбосистем поддерживается за счет агроэкосистем, энергии горючих ископаемых и атомной промышленности.
72870. Классификация природных экосистем: наземные, пресноводные, морские 60 KB
  К морским экосистемам относятся открытый океан пелагическая воды континентального шельфа прибрежные воды регионы апвеллинга плодородные районы с продуктивным рыболовством и эстуарии прибрежные бухты проливы устья рек.