Дифференциальный метод. Метод замещения. Косвенный метод. Меры электрических величин, страница 11

где l - длина; S - площадь поперечного сечения образца металла.

Методы измерения сопротивления

1. Метод с использованием амперметра и вольтметра, когда искомое сопротивление  рассчитывается по закону Ома для участка цепи (рис. 1.) R = U/Iгде I - ток в сопротивлении, U-напряжение   на   нём.    Применение    этой формулы    предполагает,    что   внутреннее сопротивление амперметра      Ra = 0 , а внутреннее сопротивление вольтметра Rv= =∞. В реальных условиях необходимо приводить поправки на внутреннее сопротивление измерительных приборов. Так, когда точно измеряется ток в проводнике (рис. 1,а), искомое сопротивлениенайдётся по формуле

.                                                                               (10)

где I и Uизмеряются, Ra берется из паспортных данных.

При точном измерении падения напряжения на сопротивлении (рис.1, 6Л необходимо учесть внутреннее сопротивление вольтметра R. Расчетная формула в этом случае будет следующая:

              (11)

где /, Uизмеряются, Rберется из паспортных данных.

2. Мостовой метод измерения сопротивления резистивного провода см. в описании к лабораторной работе 3-3.

Порядок выполнения работы

Задание 1.Измерить неизвестное сопротивление методом амперметра и вольтметра.

1.  Включить прибор в сеть нажатием клавиши W1   (рис. 2 ).

	Рис.2

2.  Переключателем W3 установить метод измерения сопротивления. В нажатом" положении переключателя     реализуется метод амперметра и вольтметра.

3.    Подвижный электрический контакт фиксируют на разных точках резистивного провода. Для каждой точки измеряют длину / исследуемого участка провода, а также несколько раз силу тока / и напряжение Uв элек трической цепи по каждой измерительной схеме:

а)   клавиша W2 утоплена - точное измерение напряжения;

б)  клавиша W2 отжата - точное измерение тока

4.  Для каждого опыта рассчитывают величину сопротивления Rс учетом поправок на внутреннее сопротивление измерительных приборов: -для схемы п.З, а по формуле (11); -для схемы п.З, б по формуле (10),

Задание 2.  Определение удельного сопротивления металла.

1.  Измеряют диаметр провода d, определяют площадь сечения S.

2.  Из формулы (9) рассчитывают удельное сопротивление р. Результа ты заносят в таблицу.

3.  Вычисляют абсолютную и относительную ошибки измерений.

Задание 3. (повышенной трудности).

1.  Вычисляют плотность токау для ряда опытов.

2.  Оценивают концентрацию электрона проводимости я.

3.    Рассчитывают скорости направленного движения <U> и сопоставляют полученные результаты со средней арифметической скоростью <U> теплового движения электронов.

4.  Вычисляют удельную электропроводность металла .

5.  Оценивают среднюю длину свободного пробега электрона < > .

Контрольные вопросы и задания

1.   Назовите основные положения классической электронной теории металлов.

2.  Запишите формулу для определения плотности тока.

3.  Запишите закон Ома в дифференциальной форме.

4.  Выведите закон Ома из электронных представлений.

5.  Поясните сущность электросопротивления металлов.

6.  От каких параметров зависит сопротивление проводников?

Рекомендательный библиографический список

1.  Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 2. -М, 1982. - § 34, 77, 78.

2.  Калашников С. Г. Электричество. - М, 1977. - § 145 - 147.

Лабораторная  работа  №  4-1

ИЗМЕРЕНИЕ  ЭЛЕКТРОЁМКОСТИ  МЕТОДОМ  МОСТА

Цель работы: ознакомление с мостовым методом измерения  электроёмкости.

Приборы  и  принадлежности : источник переменного тока, магазины сопротивлений, реохорд, электронный   осциллограф,  милливольтметр  переменного  тока , магазины  ёмкостей.

Общие  положения

Известно,  что  электроёмкость   на   переменном   токе   обладает   реактивным   сопротивлением   Rc=1/wc,  где w  -  круговая   частота. Поэтому наиболее  простым  способом  определения   электроёмкости   является   измерение  её  сопротивления  на  переменном токе .