- •Аудитория 4-35а Лабораторная работа № II-3.
- •Введение
- •Задача 1. Измерение электродвижущей силы источника тока методом компенсации
- •Смонтированная в лабораторном стенде электрическая схема представлена на рис.4.
- •Порядок выполнения работы
- •Задача 2. Измерение удельного сопротивления проволоки мостом Уинстона
- •На основании 1-го правила Кирхгофа для узлов схемы справедливы следующие четыре равенства:
- •Согласно 2-му правилу Кирхгофа справедливо:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
На основании 1-го правила Кирхгофа для узлов схемы справедливы следующие четыре равенства:
для узла А: I = IA + IB; (14)
для узла В: IG + IB = IF; (15)
для узла С: IF + IC = I; (16)
для узла D IA = IG + IC . (17)
Согласно 2-му правилу Кирхгофа справедливо:
для контура АВDА: - I АRА +IВRВ - IGr = 0; (18)
для контура ВСDB: IFRF – ICRC + IGr = 0. (19)
Если сопротивление RA и RC подобрать так, чтобы ток через гальванометр был равен нулю (IG = 0) , то равенства (15), (17) – (19) принимают следующий вид:
IB = IF; (15’)
IA = IC; (17’)
IA RA = IB RB; (18’)
IC RC = IF RF. (19’)
При делении левой и правой части (18’) на соответствующие части (19’) - с учетом (15’) и (17’) - можно получить:
RA / RC = RB / RF. (20)
Если одно из сопротивление мостовой схемы неизвестно, то его можно найти из равенства (20), например:
RX = RB = RF (RA/ RC). (21)
Сопротивления RA и RC на рис. 5 обозначены как переменные, что соответствует возможности изменять соотношение RA/RC и использовать эту схему для измерения Rx.
Cхему можно модернизировать, заменив сопротивления RA и RC одним сопротивлением в виде реохорда с подвижным средним контактом (рис. 6). На рис. 6 плечо моста АВ эквивалентно сопротивлению RА рисунка 5, а плечо ВС – сопротивлению RС.
Изменение положения подвижного контакта В реохорда соответствует изменению отношения RА / RС. Это отношение, в свою очередь, равно отношению делений реохорда n1 / n2, где n1 – число делений, пропорциональное электросопротивлению части реохорда от нулевого значения до точки, соответсвующей положению контакта В, а n2 – число делений, пропорциональное электрическому сопротивлению второй части реохорда. Если число делений реохорда, соответствующее 100 % его электрического сопротивления, равно 10, то n2 = (10 – n1).
Таким образом, на основании (21) расчетная формула для RХ преобразуется к виду:
RX = RF (n1 / n2). (22)
Смонтированная в лабораторном стенде электрическая схема представлена на рис. 7.
Плечо моста RF может быть смонтировано в нескольких вариантах, посредством включения в него одного из трех сопротивлений: R1, R2, R3 или различных комбинаций этих сопротивлений.
Неизвестное сопротивление RX образовано проводником длиной l = 20 м; площадь его поперечного сечения S = 0,01 мм2. Соответственно, удельное электрическое сопротивление проводника связано с RX соотношением:
RX S / l. (23)
Из формул (22) и (23) следует расчетная формула для вычисления :
= RF (n1 / n2) (S / l) . (24)