48

Контрольные вопросы

1.Чему равен период колебаний крутильного маятника?

2.За счёт каких моментов сил возникает вращение в случае трифилярного подвеса?

3.Чему равны моменты инерции сплошного диска, кольца?

4.В каких случаях период колебаний трифилярного подвеса при помещении груза может а) увеличиться; б) уменьшиться?

5.Какая из ошибок ваших измерений внесла наибольший вклад в погрешность результата?

6.Какой вид упругой деформации используется в данной работе? Что такое модуль кручения?

7.Откуда следует, что угловое смещение платформы меняется со временем по гармоническому закону?

49

РАБОТА 7 (фронтальная)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Приборы и принадлежности: прибор для измерения удельного сопротивления проводника, микрометр.

Введение. При определении величины сопротивления R по закону Ома: R = UI , нужно измерить падение напряжения на сопротивлении R и ток через него

(рис. 1 а).

рис. 1а

рис. 1б

рис. 1в

рис. 2

При этом вольтметр надо подключить параллельно сопротивлению, а амперметр – последовательно с ним; при этом измерительные приборы, обладая внутренним сопротивлением RА; RВ вносят искажения в измерения. При

50

подключении амперметра сразу после сопротивления он показывает истинный ток I, протекающий через сопротивление (метод точного измерения тока) (рис. 1б), но вольтметр показывает падение напряжения и на сопротивлении R, и на сопротивлении RА:

U = I(RA + R),

откуда
R = U	− RA .	(1)
I

При подключении вольтметра непосредственно к зажимам сопротивления он показывает истинное падение напряжения (рис. 1в), но зато амперметр показывает суммарный ток через сопротивление и вольтметр:

I = IR + IV = U			+			U	,
откуда		R				RB
R =	U				.	(2)
	I −	U
		RB

Прибор позволяет измерять сопротивление и в том, и в другом режиме.

Описание установки и метода измерений. Прибор для измерения удельного сопротивления проводника представляет собой следующую конструкцию. К основанию прикреплена колонка с нанесённой метрической шкалой.

Между верхним и нижним кронштейном натянут провод, а через контактный зажим на подвижном кронштейне обеспечивается хорошее соединение с резисторным проводом. Черта на подвижном кронштейне облегчает определение длины отрезка измеряемого провода. Удельное сопротивление участка длины l и диаметра d определяется по формуле

ρ =	RS	=	πd 2 R	,	(3)
	l
			4l

где R – измеренное сопротивление участка длины l.

Сопротивление R определяется по формуле (1) или (2), в зависимости от способа подключения электроизмерительных приборов – вольтметра и миллиамперметра.

Переключатель режима работы может принимать следующие положения: отжатый – точное измерение тока, нажатый – точное измерение напряжения.

51

Переключатель вида работ при измерении сопротивления должен быть нажат. Потенциометр позволяет регулировать силу тока. Принципиальная электрическая схема показана на рис. 2.

Порядок выполнения работы

1.Измерить диаметр провода d микрометром.

2.Включить прибор в сеть тумблером (при этом загорится индикатор напряжения).

3.Установить длину провода 100 мм.

4.Включить переключатель вида работ в нажатое положение и установить потенциометром ток порядка 200 мА.

5.Снять показания вольтметра V и миллиамперметра mA при отжатом выключателе (точное измерение тока), потом нажать выключатель, и снять показания приборов (схема точного измерения напряжения).

6.Выключить переключатель, данные приборов занести в таблицу.

7.Установить длину провода 200 мм и повторить измерения.

8.Провести измерения при длине 300, 400, 500 мм.

Таблица данных:

l ,мм	U ,	I ,	R1	U ,В	I ,mA	R2	R	ρ	ρср	∆ρ	Eρ
	В	mA
100
200
300
400
500

где R1 =U / I − RA , R2 =U /(I −U / RB ) , R = R1 +2 R2 .

Внутреннее сопротивление вольтметра RB=2500 Ом, внутреннее сопротивление амперметра RA=0,15 Ом.

Окончательный результат записать в виде

ρ = ρср ± ∆ρ .

Оценка погрешностей измерения удельного сопротивления производится, как указано во введении к лабораторным работам, то есть

Eρсист = ER2 + El2 + (2Ed )2 ; ∆ρсист = ρср Eρсист

(при подсчёте систематической ошибки)