Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона. Проверка законов соединения сопротивлений: Методическое пособие к лабораторной работе № 5, страница 2

В этом случае одинаковы и напряжения на сопротивлениях  R₁  и  R_x :

 

и  R₂  и  R :

 

Разделим два последних соотношения одно надругое и, учтя соотношения между токами, получим :

Соотношение  (*)  может служить для отыскания любого из четырёх сопротивлений, включённых в плечи моста, если известны три других сопротивления.

Таким образом, сущность процесса измерения сопротивле-ния на мостовой схеме заключается в экспериментальном оп-ределении сопротивлений, при которых ток через гальвано-метр равен нулю.

На простом мосте Уитстона возможно вести измерения сопротивлений с точностью до сотых долей ома. Недостатком схемы является то, что не контролируется сопротивление соединительных проводов. Этот недостаток существенно исправ-ляется в схеме двойного моста, а принципиально он исключается при компенсационном методе измерения сопротивлений.

Лабораторная работа № 5

«Измерение сопротивлений

методом моста Уитстона.

Проверка законов соединения

сопротивлений»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ  состоит в том, чтобы научиться измерять сопро-тивления с помощью моста Уитстона на постоянном токе, в проверке законов их последовательного и параллельного соединения.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ :  1) набор неизвестных соп-ротивлений;  2) три магазина сопротивлений Р-33 класса 0,2;  3) галь-ванометр с двусторонней шкалой;  4) добавочное переменное сопроти-вление к гальванометру;  5) источник постоянного тока с регулируе-мым выходом (ИЭПП-2);  6) авометр Ц4323-М1;  7) соединительные провода.

МОНТАЖНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СХЕМА (РИС.2)  полностью сохраняет основные черты принципиальной схемы (РИС.1), описан-ной выше, но усложнена некоторыми деталями.

Непосредственно мостовая часть схемы усложнена тем, что после-довательно с гальванометром включено переменное добавочное соп-ротивление (реостат). Это сделано для того, чтобы начинать урав-новешивание моста при малом токе через гальванометр с тем, чтобы предохранить его измерительную систему от выхода из строя. По мере улучшения равновесия моста переменное сопротивление необходимо

уменьшать. 0кончательное уравновешивание моста производится при полностью выведенном добавочном сопротивлении.       

В качестве переменных эталонных сопротивлений в измерительной схеме применяются магазины сопротивлений Р-33.

Авометр используется для предварительной оценки величины из-меряемых сопротивлений, проверки исправности приборов и проводов.

УПРАЖНЕНИЕ 1.  Измерение двух неизвестных сопротивлений с помощью моста Уитстона.

·  Собрать схему в соответствии с РИС.2.

·  Установить добавочное сопротивление к гальванометру максимальным.

·   Установить на магазинах одинаковые сопротивления, примерно равные измеряемому (величина этого сопротивления оценивается омметром).

·  Установить на выходе ИЭПП-2 напряжение соответствующее формуле (***).

·  Постепенно изменяя величину сопротивления магазина  R (сопротивле-ния магазинов  R₁ и  R₂ оставляйте одинаковыми и неизменными) , добейтесь предельного уменьшения отклонения стрелки гальванометра от нулевого положения.

·  Уменьшите сопротивление реостата  на одну ступень и т.д.

·  «Уравновешивание моста»  заканчивается при полностью выведенном сопротивлении         и сбалансированной схеме.

·  Снять показания всех магазинов и определить величину измеряемого со-противления по формуле

·  Измеренное сопротивление заменяется вторым и затем третьим неизвест-ными сопротивлениями и производится измерение их номиналов анало-гично первому. Результаты этих измерений Вами будут использованы в последующих лабораторных работах.

УПРАЖНЕНИЕ 2.  Проверка закона последовательного соедине-ния сопротивлений.

·  Соединить последовательно два сопротивления, измеренных в 1 упражне-нии и подключить полученную батарею к измерительной схеме.

·  Действуя совершенно аналогично упражнению 1, произведите измерение сопротивления батареи последовательного соединения.

·  Полученный результат сравните с расчётным (с учётом погрешностей).

УПРАЖНЕНИЕ 3.  Проверка закона параллельного соединения соп-ротивлений.

·  Подключить в схему те же, что и в упражнении 2, но параллельно соединённые сопротивления.

·  Аналогично предыдущему, произведите измерение сопротивления батареи параллельного соединения сопротивлений.

·  Полученный результат сравните с расчётным (с учётом погрешностей).

УПРАЖНЕНИЕ 4.  Измерение активного (омического) сопротив-ления катушки индуктивности.

Цель данного упражнения состоит в измерении активного сопротивления ка-тушки индуктивности, используемой Вами в трёх последующих лабораторных работах.

УПРАЖНЕНИЕ 5.  По результатам выполненных упражнений оформить письменный отчёт (примерная схема отчёта имеется в ла-боратории) и защитить его у преподавателя.