Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

11
РАБОТА № 5
1. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МОСТИКОМ УИСТОНА .
ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ.
Приборы и принадлежности: измеряемые сопротивления, гальванометр,
магазин сопротивлений , аккумулятор , реохорд , ключ, термостат с исследуемым
сопротивлением, электроплитка, термометр.
Краткая теория
Мостовая схема постоянного тока, часто называемая сокращенно
мостиком Уитстона, представляет собой замкнутый четырехугольник,
составленный из сопротивлений R
1
, R
2
, R
3
и R
4
, соединенных между собой
проводами (рис.1). В одну их диагоналей этой схемы включается источник
электродвижущей силы ε с внутренним сопротивлением R
5
, а в другую –
чувствительный гальванометр Г с внутренним сопротивлением R
6
. При
произвольном соотношении сопротивлений , составляющих всю мостовую
схему, через гальванометр должен идти ток . Обозначим силы токов в шести
ветвях схемы через J
1
, J
2
, J
3
, J
4
, J
5
и J
6
. Покажем, что между
сопротивлениями, составляющими схему, существует одно определенное
соотношение, при котором сила
тока, текущего через
гальванометр, обращается в нуль,
хотя при этом во всех других
звеньях схемы она не равна
нулю . Воспользуемся правилами
Кирхгофа для постоянного тока.
Первое правило Кирхгофа
относится к узлу, т .е. точке
разветвления электрической
цепи, где сходятся не менее трех
токов. Оно гласит :
алгебраическая сумма сил токов,
сходящихся в узле, равна нулю ,
т .е.
0
1
=
∑
=
n
i
i
J
.
Принято токам, входящим в узел,
приписывать знак плюс, а
выходящим – знак минус.
Второе правило Кирхгофа относится к произвольному замкнутому
контуру, который мысленно выделяется в сложной разветвленной
электрической цепи. Оно гласит : для любого замкнутого контура, произвольно
выделенного в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма
A
J
5
R
1
B
D
K
ε
Г
С
Рис.1
J
1
J
2
J
3
J
4
J
6
R
3
R
2
R
4 
                                               11


                                      Р АБ ОТА № 5
  1.       И З М Е Р Е НИ Е С О П Р О Т И ВЛ Е НИ Й М О С Т И К О М У И С Т О НА .
            П Р О ВЕ Р К А З А К О НО В П О С Л Е Д О ВА Т Е Л Ь НО ГО И
         П А Р А Л Л Е Л Ь НО ГО С О Е Д И НЕ НИ Я С О П Р О Т И В Л Е НИ Й .
     Приборы и прин ад ле жн ост и: измеряе мы е сопрот ивле н ия, гальван оме т р,
магазин сопрот ивле н ий , аккумулят ор, ре охорд , клю ч , т е рмост ат с иссле д уе мы м
сопрот ивле н ие м, эле кт роплит ка, т е рмоме т р.

                                    К раткая те ория
       М ост овая схе ма пост оян н ого т ока, ч аст о н азы вае мая сокраще н н о
мост иком Уит ст он а, пре д ст авляе т собой замкн ут ы й ч е т ы ре хугольн ик,
сост авле н н ы й из сопрот ивле н ий R1, R2, R3 и R4, сое д ин е н н ы х ме жд у собой
провод ами (рис.1). В од н у их д иагон але й эт ой схе мы вклю ч ае т ся ист оч н ик
эле кт род вижуще й силы      ε  с вн ут ре н н им сопрот ивле н ие м R5, а в д ругую –
ч увст вит е льн ы й гальван оме т р Г с вн ут ре н н им сопрот ивле н ие м R6. При
произвольн ом соот н оше н ии сопрот ивле н ий , сост авляю щих всю мост овую
схе му, ч е ре з гальван оме т р д олже н ид т и т ок. Обозн ач им силы т оков в ше ст и
ве т вях схе мы ч е ре з J1, J2, J3, J4, J5 и J6. Покаже м, ч т о ме жд у
сопрот ивле н иями, сост авляю щими схе му, суще ст вуе т од н о опре д еле н н ое
                                                      соот н оше н ие, при кот ором сила
                           B                          т ока,         т е куще го         ч е ре з
                                                      гальван оме т р, обращае т сявн уль,
                                       J2             хот я при эт ом во все х д ругих
             J1                                       зве н ьях схе мы он а н е равн а
                        J6
                                                      н улю . Воспользуе мся правилами
                      R1           R2                 Кирхгоф а д ляпост оян н огот ока.
                           Г                                 Пе рвое правило Кирхгоф а
       A                                         С
                                                      от н осит ся к узлу, т .е . т оч ке
                      R3                              разве т вле н ия        эле кт рич е ской
                                 R4                   це пи, гд е сход ят ся н е ме н е е т ре х
                                                      т оков.            Он о          гласит :
      J5       J3                        J4           алге браич е ская сумма сил т оков,
                                                      сход ящихся в узле , равн а н улю ,
                                                      т .е .
                    ε      D
                                    K                                n
                                                                     ∑ J = 0.
                                                                          i
                                                                     i =1
                        Р ис.1                          Прин ят от окам, вход ящим в узе л,
                                                        приписы ват ь зн ак плю с, а
вы ход ящим – зн ак мин ус.
        Вт орое правило Кирхгоф а от н осит ся к произвольн ому замкн ут ому
кон т уру, кот оры й       мы сле н н о вы д е ляе т ся в сложн ой       разве т вле н н ой
эле кт рич е ской це пи. Он огласит : д ля лю богозамкн ут огокон т ура, произвольн о
вы д е ле н н ого в разве т вле н н ой эле кт рич е ской це пи, алге браич е ская сумма

Страницы