Лабораторная работа № 2-2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-2

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МЕТОДОМ МОСТИКА УИТСТОНА

Приборы и принадлежности: Реохорд, магазин сопротивлений, два неизвестных сопротивления, нуль-гальванометр, аккумулятор, ключ.

Цель работы: Определение сопротивления методом мостика Уитстона. Изучение правил Кирхгофа и обобщенного закона Ома.

1. Краткая теория

Электрическим током называется любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. В проводнике под действием приложенного электрического поля свободные электрические заряды перемещаются: положительные по полю, отрицательные – против поля, т.е. в проводнике возникает электрический ток, называемый током проводимости. Для возникновения и существования электрического тока необходимо: 1) наличие свободных носителей тока – заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно; 2) наличие электрического поля, энергия которого, восполняясь, расходуется на упорядоченное движение. Обобщенный закон Ома для неоднородного участка цепи представляется выражением

где I – ток на участке цепи 1–2, ε₁₂ – ЭДС действующая на этом участке, φ₁-φ₂ разность потенциалов на концах участка, R – сопротивление участка цепи. Если на данном участке цепи источник тока отсутствует (ε₁₂=0), то приходим к закону Ома для однородного участка цепи: . Если цепь замкнута, т.е. точки 1 и 2 совпадают (φ₁=φ₂), получаем закон Ома для замкнутой цепи: I=ε/R, где ε – ЭДС действующая в цепи, R – суммарное сопротивление всей цепи: R = r + R₁, r – внутреннее сопротивление источника тока, R₁ – сопротивление внешней цепи.

Для расчета разветвленной цепи, содержащих несколько замкнутых контуров (контуры могут иметь общие участки, каждый из контуров может иметь несколько источников тока и т.д.) используют правила Кирхгофа. Любая точка разветвления цепи, в которой сходится не менее трех проводников с током, называется узлом. При этом ток, входящий в узел, считается положительным, а ток выходящий из узла, – отрицательным.

Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:

Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов I_i на сопротивления R_i соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС &#k, встречающихся в этом контуре:

Для определения величины сопротивлений в работе используют мостик Уитстона (рис.6), где R_x – неизвестное сопротивление; R – магазин сопротивлений, АDВ – реохорд.

Интернет-магазин