Теория метода и описание установки
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

В проводниках первого рода при наличии электрического поля происходит упорядоченное движение свободных электронов между узлами кристаллической решетки. Это направленное движение электронов принято называть электрическим током.

Упорядоченное движение свободных электронов в металле непрерывно тормозится вследствие столкновений этих электронов с ионами решетки. Это является причиной электрического сопротивления проводника. Электрическое сопротивление проводника (или просто сопротивление) R зависит от материала проводника, его длины  и площади поперечного сечения S:

,

где  - удельное сопротивление проводника.

Единицу сопротивления можно найти из закона Ома:

.

За практическую единицу сопротивления 1 Ом принимается сопротивление такого проводника, по которому при разности потенциалов на его концах, равной 1 В, проходит ток в 1 А.

Для определения сопротивлений проводников существуют различные методы. Одним из них является метод мостика постоянного тока (мостик Уитстона). Способ измерения сопротивлений при помощи мостика является очень точным и весьма часто применяется в лабораторной практике. Принципиальная схема метода мостика дана на рисунке 1. Разберем метод монтажа для измерения сопротивления.

Измеряемое сопротивление  и три других переменных сопротивления ,  и  соединяются так, что образуют замкнутый четырехугольник ACBD. В одну диагональ четырехугольника включен гальванометр G (этот участок и является мостиком), а в другую, через ключ К, - источник постоянного тока Е. При замыкании ключа гальванометр покажет наличие тока в цепи CD, но можно так подобрать сопротивления ,  и , что потенциалы точек C и D станут равными, тогда ток в цепи гальванометра будет отсутствовать (при замыкании ключа К стрелка гальванометра останется на нуле).

 

 

                                                   С

 

                                                     

 

                                 А                 G  B

 

 

                                                                     

                                                        

                                                     D

 

 

                                                    К               Е

 

                  

Рисунок 1 - Схема мостика Уитстона

 

                                     

                                               

Рисунок 2 - Практическая лабораторная схема мостика Уитстона

 

                                              

    

 

В этом случае имеют место следующие соотношения:

 и ,                                        (1)

                        

т.е.                                                                                  (2)

                                                                              

и

           .                                                                        (3)

Применяя к узлам C и D первое правило Кирхгофа, будем иметь

; .

Деля уравнение (2) на уравнение (3) и произведя сокращения, получим

.

Искомое сопротивление

                                 .                                                   (4)

На практике сопротивлением  служит магазин сопротивлений. Двумя другими сопротивлениями  и  являются части реохорда АВ (рис 2). По проволоке реохорда перемещается подвижной контакт D, соединенный с гальванометром G. Этот контакт делит реохорд на части AD и DB.

Вследствие того, что проволока реохорда однородна и тщательно калибрована, отношение сопротивлений участков цепи AD и DB (плеч реохорда) можно заменить отношением соответствующих длин плеч реохорда  и , т.е.

                                    .                                                       (5)

Подставив (5) в (4), получим окончательную формулу для определения сопротивления:

                            ,                                                             (6)

где  и  - длины плеч реохорда при нулевом положении стрелки гальванометра.

 

Дата: 2019-07-24, просмотров: 220.