- •Кафедра «Общая и теоретическая физика»
- •1. Цель работы
- •3.1.2. Основные характеристики цепи постоянного тока
- •3.1.3. Законы постоянного тока
- •3.1.4. Работа и мощность тока
- •3.2. Вывод расчётных формул
- •4. Описание экспериментальной установки
- •5. Программа работы
- •6. Указания и пояснения по выполнению работы
Федеральное Агентство по образованию
Физико-технический институт |
Кафедра «Общая и теоретическая физика»
Леванова Н.Г., Билык В.А.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №23
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРОВОДНИКОВ С ПОМОЩЬЮ
МОСТА УИТСТОНА
УДК 537 (075.8)
ББК 22.33
Л 34
Рецензент:
Лесных Ю.И. – д.ф-м.н., профессор кафедры «Общая и теоретическая физика», Физико-технический институт ТГУ.
Леванова Н.Г., Билык В.А. Лабораторная работа №23 «Измерение сопротивления проводников с помощью моста Уитстона».
Методические указания по выполнению лабораторной работы №23 в лаборатории УФЛ №2 – Электричество и магнетизм (Г-314).
Предназначены для студентов инженерных специальностей дневного отделения ТГУ.
Методические указания содержат необходимые теоретические сведения и методически указания по выполнению лабораторной работы.
Утверждено методической комиссией ФТИ (протокол №5 от 29.02.2008г.).
УДК 537 (075.8)
ББК 22.33
Л 34
Тольяттинский государственный университет, 2008 г.
Содержание
1. Цель работы 4
2. Приборы и материалы 4
3. Краткие теоретические сведения 4
3.1. Основные понятия, законы и формулы 4
3.1.1. Основные характеристики тока 4
3.1.2. Основные характеристики цепи постоянного тока 5
3.1.3. Законы постоянного тока 7
3.1.4. Работа и мощность тока 10
3.2. Вывод расчётных формул 11
4. Описание экспериментальной установки 12
5. Программа работы 12
6. Указания и пояснения по выполнению работы 12
1. Цель работы
Изучение мостовой схемы измерения физических величин; определение неизвестных сопротивлений с помощью моста Уитстона.
2. Приборы и материалы
Мост Уитстона,
цифровой вольтметр,
соединительные провода.
3. Краткие теоретические сведения
3.1. Основные понятия, законы и формулы
Электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов. Для существования электрического тока необходимо наличие:
свободных зарядов, способных перемещаться в данной среде (в металлах – электроны, в электролитах – положительные и отрицательные ионы, в газах – ионы и электроны);
электрического поля, энергия которого затрачивалась бы на перемещение электрических зарядов.
За направление тока принято направление движения положительных электрических зарядов.
3.1.1. Основные характеристики тока
1) Сила тока (I) – это скалярная характеристика, численно равная суммарному электрическому заряду, походящему через поперечное сечение проводника в единицу времени:
|
. |
(1) |
Если сила и направление тока с течением времени не меняются (I = const), то ток называетсяпостоянным, при этом:
|
. |
(1′) |
Сила тока измеряется в амперах (А).
Один ампер – это сила такого постоянного тока, который, проходя по двум параллельным бесконечно длинным проводникам ничтожно малого сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метра друг от друга, вызывает между ними силу взаимодействия, равную Н на каждый метр длины проводников.
2) Плотность тока () – это векторная величина, характеризующая распределение тока по сечению проводника.
Вектор плотности тока численно равен силе тока через расположенную перпендикулярно к направлению тока площадку dS, отнесённую к величине этой площадки:
|
. |
(2) |
Рис. 1. К определению плотности тока
Из рис. 1 имеем
|
. |
(3) |
Из формулы (2) с учётом соотношения (3) получаем связь силы и плотности тока:
|
. |
(4) |
Таким образом, сила тока – это поток вектора плотности тока через рассматриваемую поверхность. Направление вектора плотности тока совпадает с направлением тока, т.е. с направлением движения положительных электрических зарядов.