Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

35
4
3
2
1
R
R
R
R
=
.
(12)
Из последнего соотношения (12) следует, что при известных
величинах трех участвующих в схеме сопротивлений мы можем вычислить
четвертое неизвестное нам сопротивление при условии, что ток через
гальванометр не течет.
Практически сопротивления R
3
и R
4
выполняют в виде
металлического проводника (реохорда ), затянутого вдоль миллиметровой
шкалы . Подвод тока от гальванометра этим сопротивлениям
осуществляется с помощью контактного движка, скользящего вдоль
реохорда и отделяющего R
3
от R
4
.
Для R
3
и R
4
можно записать :
S
R
1
3
l
ρ= и
S
R
2
4
l
ρ= ,
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. 
                                      35
                           R1 R3
                             =   .                                             (12)
                           R2 R4
        И з последнего соотнош ения (12) следу ет, что при из         вестны х
величина х трех у ча ству ю щ их в схеме сопротивлений мы мож ем вы числить
четвертое неиз     вестное на м сопротивление при у словии, что ток через
га льва нометр не течет.
        П ра к тическ и сопротивления R3 и R4 вы полняю т в виде
мета ллическ ого проводник а (реохорда ), з  а тяну того вдоль миллиметровой
ш к а лы . П одвод ток а от га льва нометра этим сопротивлениям
осу щ ествляется с помощ ью к онта к тного движ к а , ск ольз    ящ его вдоль
реохорда и отделяю щ его R3 отR4.
                                                   l                    l
      Д ляR3 и R4 мож но з
                         а писа ть:          R3 = ρ 1      и      R4 = ρ 2 ,
                                                    S                    S
где ρ – у дельное сопротивление проволок и реохорда , l1 и l 2 - длины плеч
реохорда , S – сечение проволок и реохорда . Тогда отнош ение этих
                                                      R3 l1
сопротивлений бу детра вно                              =    ,
                                                      R4 l 2
                                                        R1 l1
а , использ
          у ясоотнош ение (12), имеем                      =   .
                                                        R2 l 2
      О к онча тельно неиз
                         вестное сопротивление (на пример, R1) бу дет
                                                               l1
определятьсяпо форму ле:                            R1 = R2
                                                               l2
                                                           l1
или, если обоз
             на чить R1=Rx, R2=Rm, то            Rx = Rm      .            (13)
                                                           l2
                                  l1
Л егк о видеть, что отнош ение       вз
                                      а висимости от полож ения движ к а
                                  l2
изменяется от 0 до ∞, а это з       начит, что сопротивление Rx всегда мож ет
бы ть определено при произ      вольном Rm. О дна к о на именьш а я погреш ность
измерений бу дет в том слу ча е, к огда движ ок бу дет на ходиться
приблиз    ительно на середине реохорда , т.е. при l 1 ≈ l 2 . Это достига ется
соответству ю щ им подбором сопротивленияRm.
       Т а к к а к сопротивление реохорда сравнительно невелик о, то мостик
У итстона описа нного типа применяется, к ак пра вило, для из           мерения
небольш их сопротивлений (от1 до 1000 О м).
        1.          И змерение сопротив лений мостиком У итстона
П еред вы полнением ра боты составить та блицу техническ их да нны х
приборов, использ     у емы х вра боте.
       Д ля вы полнения этого у пра ж нения соста вляется элек трическ а я цепь,
пок а з
      а нна я на рис.2. Здесь А В – реохорд, Rx – неиз  вестное сопротивление,
Rm – ма га з   ин сопротивлений, ε – ак к у му лятор, Г – га льва нометр, D –
движ ок реохорда , К – к лю ч.

Страницы