Міністерство освіти та науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Лабораторія електрики
ЗВІТ
про виконання лабораторної роботи №4
Тема: «Визначення опору напівпровідників
за допомогою містка постійного струму (містка Уітсона)»
2007 Мета роботи:
Визначити опір провідника за допомогою містка постійного струму (Уітстона).
Прилади та матеріали:
Магазин опорів, гальванометр, реохорд, невідомий опір, джерело струму.
Короткі теоретичні відомості:
Опір провідника можна виміряти різними методами. Одним з найпростіших і найточніших методів є метод визначення опору провідників за допомогою містка постійного струму (Уітстона).
Струм, що йде від джерела напруги , розгалужується між точками і на дві вітки: і . Оскільки потенціали початків і кінців віток відповідно рівні між собою, а в міру віддалення від точки в кожній з цих віток потенціал поступово зменшується, то завжди можна на цих вітках знайти такі дві точки, наприклад і , потенціали яких будуть однакові, і гальванометр, увімкнутий між цими точ-ками, не покаже струму. Цей гальванометр з провідниками, що сполучають його з точками і , при відсутності струму і є містком між двома точками однакового потенціалу.
За першим правилом Кірхгофа складаємо рівняння для вузлів , і :
Складаємо рівняння за другим правилом Кірхгофа:
Оскільки через гальванометр струм при вимірюванні опору провідників встановлюється рівним 0, то, з урахуванням всього вищесказаного, маємо:
Розв’язуючи цю систему, отримаємо:
Коли вітка є однорідна прокалібрована дротина, то відношення можна замінити відношенням довжин відповідних відрізків дроту і . Отже:
де - довжина дроту , - довжина дроту
Відносна похибка вимірювань:
Ця похибка буде мінімальною, коли при нульовому струмі через гальванометр двигуном стоятиме посередині реохорду .
Задані величини:
= 11 под. - верхня межа поділок реохорду.
Фізичні величини, які вимірюються прямим способом:
- довжина дроту ;
- опір із магазину опорів.
Таблиці результатів вимірювань(величини, розмірності похибок прямих вимірювань):
№ резистора
№ досліду
, Ом
, под.
, Ом
, Ом
(вим)
(мож)
І
1
1000
5,7
1075
8
0,7%
27,7%
2
1500
4,5
1038
29
2,8%
26,5%
3
700
6,7
1091
24
2,2%
30,8%
Сер. значення
1067
ІІ
1
700
5,6
726
30
4,1%
27,5%
2
1200
4,2
741
15
2,0%
26,7%
3
300
8,0
800
44
5,5%
39,8%
Сер. значення
756
ІІІ
1
200
8,0
533
56
10,5%
39,8%
2
500
5,2
448
29
6,5%
37,0%
3
1200
3,0
450
27
6,0%
29,2%
Сер. значення
477
IV
1
700
3,1
275
29
10,5%
28,9%
2
200
6,9
337
33
9,8%
31,9%
3
300
5,5
300
4
1,3%
27,4%
Сер. значення
304
Обчислення шуканої величини за робочою формулою:
Обчислення похибок:
Запис кінцевого результату:
Визначені опори:
(1067±29) Ом.
(756±44) Ом.
(477±56) Ом.
(304±33) Ом.
Висновок:
На даній лабораторній роботі я визначив невідомі опори провідників, використовуючи місток постійного струму (Уітстона). Результати дослідів підтвердили твердження про те, що похибка буде найменшою тоді, коли двигунок стоятиме посередині реохорду.
