- •Лабораторная работа №1 инструкция по технике безопасности, для работающих в лабораториях физики общие положения
- •Основные положения.
- •Надзор.
- •Меры оказания первой помощи при несчастных случаях
- •Введение в теорию измерений физических величин
- •Лабораторная работа №2 определение породы древесины по плотности
- •Теоретическое введение
- •Контрольные вопросы:
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №4
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу стокса
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 определение отношения молярных теплоемкостей воздуха методом клемана – дезорма
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа№ 9 определение изменения энтропии
- •Теоретическое введение
- •Лабораторная работа №10 изучение электроизмерительных приборов
- •Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
- •Погрешности приборов
- •Классификация приборов по принципу действия магнитоэлектричекская система
- •Электромагнитная система
- •Электродинамическая система
- •Вибрационная система
- •Многопредельные приборы
- •Правила пользования многопредельными приборами
- •Условные обозначения систем электроизмерительных приборов
- •Условные графические обозначения
- •Лабораторная работа №11 определение сопротивления проводников с помощью моста уитстона
- •Введение
- •1) Для ветви acb
- •2) Для ветви adb
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №12 изучение зависимости мощности и к. П. Д. Источника тока от напряжения на нагрузке.
- •Введение
- •Последовательность выполнения работы.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №13 определение числа фарадея и заряда электрона
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок измерений.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №15 определение емкости конденсатора с помощью переменного тока.
- •Порядок выполнения расчетов.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №16 определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №17 эффект холла
- •Теоретическое введение.
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №18 изучение гармонических колебаний
- •Введение
- •Определить ускорение силы тяжести
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и метода измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №20 изучение рефрактометра и определение показателя преломления прозрачных веществ
- •Введение
- •Описание прибора и методика измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №21 измерение радиуса кривизны линзы и длин световых волн при помощи интерференционных колец ньютона
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №22 изучение явления дифракции и определение длины волны света при помощи дифракционной решетки
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №23
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №24
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №25 изучение линейчатых спектров. Градуировка спектроскопа и определение постоянной ридберга по спектру гелия
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Содержание:
Лабораторная работа №11 определение сопротивления проводников с помощью моста уитстона
Цель работы: изучение принципа работы и устройства измерительного моста постоянного тока (моста Уитстона). Ознакомление с методами измерения сопротивления проводников.
Приборы и принадлежности: реохорд, стрелочный “нулевой” гальванометр, магазин сопротивлений, ключ, источник постоянного тока, два неизвестных сопротивления (электрические сопротивления или катушки), соединительные провода.
Введение
С помощью моста постоянного тока можно довольно точно определять сопротивление проводников. Теория моста переменного тока основывается на законе разветвления тока.
Пусть у нас есть четыре сопротивления R1, R2, R3, R4, соединенные так, как указано на рисунке 2.1 , где G — гальванометр, а Е — аккумулятор. Ток, идущий от аккумулятора Е, разветвляется между точками А и В на две ветви АСВ и АDB (токи I1 и I2).
Рисунок 4
Обозначим U1 и U2 потенциалы в точках А и В. При этом U1 > U2 по мере удаления от точки Е в каждой из этих ветвей потенциал постепенно уменьшается от значения U1 (в точке А ) до значения U2 (в точке В). Поэтому всегда можно найти на этих ветвях две точки, например C и D, потенциалы которых будут одинаковы (обозначим эти потенциалы U, очевидно, что U1 > U > U2 ).
Гальванометр, включенный между этими точками, не покажет тока. Этот гальванометр с проводами, которые соединяют его с точками C и D, при отсутствии тока и есть мост между точками одинакового потенциала.
Обозначим сопротивление ветвей AC, CB, AD и DB соответственно через R1, R2, R3, R4 и силу тока в ветви ACB через I1, а в ветви ADB через I2, Тогда на основании закона Ома можно написать такие равенства:
1) Для ветви acb
U1 —U = I1R1 (0)
U — U2 = I1R1. (0)
2) Для ветви adb
U1 —U = I2R3, (0)
U — U2 = I2R4. (0)
Заметим, что слева в этих равенствах стоит разность потенциалов, т.е. напряжение между соответствующими точками цепи. Сравнивая равенства (1) и (4), видим, что левые части их равны, значит, равны и правые части. Поэтому получим:
I1R1 = I2R3, (0)
Аналогично, сравнивая (2) и (4), получим:
I1R1 = I2R3, (0)
Разделив почленно (5) на (6), получим:
(I1R1 / I1R2 ) = (I2R3 / I2R4)
И, сократив, получим
(R1 / R2 ) = (R3 / R4), (0)
Как мы видим, соотношение между двумя сопротивлениями должно выполняться, если в цепи гальванометра отсутствует ток (потенциалы точек C и D равны между собой). Если из этих четырех сопротивлений неизвестно одно, например R1 , а все остальные известны, то R1 легко находится из формулы (7)
R1 = (R3 / R4)• R2 (0)
Для упрощения определения сопротивления R1 обычно вместо сопротивлений R3 и R4 берут одну однородную проволоку одинакового диаметра, по которой скользит движок D реохорда. Тогда сопротивление участка цепи AD будет R3 = (l1 / S), участка DB будет R4 = (l1 / S) и соотношение сопротивлений R3 / R4 можно заменить соотношением их длин. Действительно,
R3 / R4 = ( l1 / S) / ( l2 / S),
R3 / R4 = l1 / l2, (0)
Подставив (9) в (8), получим:
R1 = R2 (l1 / l2) (0)
Таким образом, для определения сопротивления R1 надо знать сопротивление R2 и длины l1 и l1 , которые берутся по реохорду (l1 — расстояние от одного конца реохорда до движка D, а l2 — расстояние от движка до другого конца реохорда). Движок D устанавливается так, чтобы гальванометр не показывал тока. Реохорд представляет собой линейку, разделенную на 50 делений, вдоль которой натянута проволока со скользящим ползунком. Поэтому l1 и l2 легко отсчитать по линейке.
Если обозначим неизвестное сопротивление R1 через Rх , а известное сопротивление R2 через Rм (которое отсчитывают по магазину сопротивлений), то расчетная формула (10) будет иметь вид
Rх = Rм (l1 / l2). (0)
Рабочая схема показана на рисунке 5. По ней надо собирать электрическую цепь для работы. Здесь АВ — реохорд; Rм — магазин сопротивлений; Rх — электрическое сопротивление (указывается преподавателем).
Примечание:
Не замыкать ключ К без проверки собранной цепи преподавателем !
Как показывает теория, точно можно определить неизвестное сопротивление тогда, когда ползунок реохорда D при отсутствии тока находится близко к середине реохорда. А это значит, что нужно подобрать Rм близким по значению к Rх
Рисунок 2