Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 13 стр.

UptoLike

13
где ρ удельное сопротивление
проволоки реохорда,
1
l и
2
l - длины
плеч реохорда, S сечение проволоки реохорда. Тогда отношение этих
сопротивлений будет равно
,
2
1
4
3
l
l
=
R
R
а, используя соотношение (12), имеем
.
2
1
2
1
l
l
=
R
R
Окончательно неизвестное сопротивление (например, R
1
) будет
определяться по формуле:
2
1
21
l
l
RR =
или, если обозначить R
1
=R
x
, R
2
=R
m
, то
2
1
l
l
mx
RR = . (13)
Легко видеть, что отношение
2
1
l
l
в зависимости от положения движка
изменяется от 0 до , а это значит , что сопротивление R
x
всегда может быть
определено при произвольном R
m
. Однако наименьшая погрешность измерений
будет в том случае, когда движок будет находиться приблизительно на
середине реохорда, т .е . при
2
1
ll
. Это достигается соответствующим
подбором сопротивления R
m
.
Так как сопротивление реохорда сравнительно невелико, то мостик
Уитстона описанного типа применяется, как правило, для измерения
небольших сопротивлений (от 1 до 1000 Ом).
1. Измерение сопротивлений мостиком Уитстона
Перед выполнением работы составить таблицу технических данных приборов,
используемых в работе.
Для выполнения этого упражнения составляется электрическая цепь,
показанная на рис.2. Здесь АВ реохорд , R
x
неизвестное сопротивление, R
m
магазин сопротивлений , ε аккумулятор , Г гальванометр, D движок
реохорда, К ключ.
При положении движка, делящем реохорд примерно пополам (
2
1
ll
),
подбирают такое сопротивление R
m
(включая известные сопротивления
магазина сопротивлений ), при котором отклонение стрелки гальванометра
минимально. Затем, передвигая движок реохорда, добиваются полного
отсутствия в цепи гальванометра.
                                              13
гд е ρ – уд е льн ое сопрот ивле н ие проволоки ре охорд а, l1 и l 2 - д лин ы
пле ч ре охорд а, S – се ч е н ие проволоки ре охорд а. Тогд а от н ошен ие эт их
сопрот ивле н ий буд е т равн о
                                           R3 l1
                                             =    ,
                                           R4 l 2
а, используясоот н оше н ие (12), име е м
                                           R1 l1
                                             = .
                                           R2 l 2
       Окон ч ат е льн о н еизве ст н ое    сопрот ивле н ие    (н априме р,    R1)    буд е т
опре д е лят ьсяпоф ормуле :
                                                l
                                         R1 = R2 1
                                                l2
или, е сли обозн ач ит ь R1=Rx, R2=Rm, т о
                                                   l1
                                         Rx = Rm      .                                  (13)
                                                   l2
                                         l1
Л е гко вид е т ь, ч т о от н оше н ие      в зависимост и от положен ия д вижка
                                         l2
изме н яе т ся от 0 д о ∞ , а эт о зн ач ит , ч т о сопрот ивле н ие Rx все гд а може т бы т ь
опре д е ле н опри произвольн ом Rm. Од н акон аиме н ьшаяпогре шн ост ь изме ре н ий
буд е т в т ом случ ае , когд а д вижок буд е т н аход ит ься приблизит е льн о н а
се ре д ин е ре охорд а, т .е . при l1 ≈ l 2 . Э т о д ост игае т ся соот ве т ст вую щим
под бором сопрот ивле н ияRm.
        Так как сопрот ивле н ие ре охорд а сравн ит е льн о н е ве лико, т о мост ик
Уит ст он а описан н ого т ипа приме н яе т ся, как правило, д ля изме ре н ия
н е больших сопрот ивле н ий (от 1 д о1000 Ом).

           1.         И зме ре ние сопротивл е ний мостиком Уитстона
Пе ре д вы полн е н ие м работ ы сост авит ь т аблицу т е хн ич е ских д ан н ы х приборов,
используе мы х вработ е .
       Длявы полн е н ияэт огоупражн е н иясост авляе т сяэле кт рич е скаяцепь,
показан н аян а рис.2. Зд е сь АВ – ре охорд , Rx – н е изве ст н ое сопрот ивле н ие , Rm –
                             ε
магазин сопрот ивле н ий , – аккумулят ор, Г – гальван оме т р, D – д вижок
ре охорд а, К – клю ч .
        При положе н ии д вижка, д е ляще м ре охорд приме рн опополам ( l1 ≈ l 2 ),
под бираю т т акое сопрот ивле н ие Rm (вклю ч аяизве ст н ы е сопрот ивлен ия
магазин а сопрот ивле н ий ), при кот ором от клон е н ие ст ре лки гальван оме т ра
мин имальн о. Зат е м, пе ре д вигаяд вижок ре охорд а, д обиваю т сяполн ого
от сут ст виявце пи гальван оме т ра.