Отчет42

Работа 4.2
«Компенсационные методы измерений.
Мостовые методы измерения сопротивлений»
Цель работы: изучение компенсационных методов измерения электрических величин.
Оборудование: мост постоянного тока (Р329), гальванометр, источник питания моста
(батарея, аккумулятор), плата с сопротивлением, малое проволочное сопротивление,
образцовое сопротивление, катушка из тонкого медного провода, рамка с натянутой
медной проволокой и подвижными потенциальными контактами, амперметр,
переключатель полярности, реостат, штангенциркуль.
Одинарный мост Уитстона
Рис.1 Одинарный мост постоянного тока.
Uип – источник питания, Г – гальванометр (нуль-индикатор).
1. В качестве измеряемых сопротивлений я взяла четыре сопротивления: R1=91 Ом (10%),
R2=2,4 КОм (5%), R3=39 Ком (10%), R4=680 Ом (10%).
При измерении тестером: R1=94,4 Ом
R2=2,4 КОм
R3=39,1 КОм
R4=680 Ом
R2
 R3
R4
Таблица 1. Измеренные сопротивления (одинарный мост)
R3
R2
1
R
942,65
100
R2
240,86
1000
R3
391,6
10000
R4
692,04
100
При измерении одинарным мостом: R x 
R4
1000
100
100
100
Rx
94,27 Ом
2,409 КОм
39,16 КОм
692 Ом
Погрешности: класс точности моста постоянного тока (Р329) в пределах измерений
50-100000 Ом составляет 0,05.
0.05  100
 0.05 Ом
∆ R1 =
R1 = (94,27 ± 0,05) Ом
100
0.05  10000
 5 Ом
100
0.05  100000
 50 Ом
∆ R3 =
100
0.05  1000
 0.5 Ом
∆ R4 =
100
∆ R2 =
2.
R2 = (2,409 ± 0,005) КОм
R3 = (39,16 ± 0,05) КОм
R4 = (692 ± 0,5) Ом
Сопротивление медного провода зависит от температуры следующим образом:
RT   RT0   1  4.3  10 3 T  T0 
При нулевой температуре (в стакане с вводно-ледяной смесью) : R0 = 162.91 Ом
При комнатной температуре (20,50С по показаниям термометра) : R = 177.64 Ом
T
RT  RT0   1
 21.03 0С
4.3  10 3
Двойной мост Томпсона
Рис.2 Схема двойного моста.
Rx 
 R1 R3 
R1
R4  r


 RN 

R3  R4  r   R2 R4 
R2
R1=R3 , R2=R4
Rx 
R
R1
 RN  3  RN
R2
R4
2
1. Проволочные образцы R1 и R2
R1: RN = 1 Ом; R2  R4  10000
Измерения: 1) 664.3 , после переключения ключа 2) 642.1
Rx1 = 6,64*10-2 Ом ; Rx2 = 6,42*10-2 Ом
R2: RN = 0,001 Ом; R2  R4  100
Измерения: 1) 423.1 , после переключения ключа 2) 385.4
Rx1 = 4,23*10-3 Ом ; Rx2 = 3,85*10-3 Ом
Погрешности: класс точности моста постоянного тока (Р329) в пределах измерений
0,001-100,0 Ом составляет 0,05.
R1: (6,64±0,01)*10-2 Ом ; (6,42±0,01)*10-2 Ом
R2: (4,23±0,01)*10-3 Ом ; (3,85±0,01)*10-3 Ом
Резистор: RN = 1 Ом; R2  R4  10000
Измерения: 100,01 → R = 0,01 Ом
2. Измерив диаметр проволоки штангенциркулем в десяти различных точках, я получила
среднее значение: 1,8 мм = 0,0018 м.
RN = 1 Ом, R2  R4  10000
S  R d 2

R
L
4L
Таблица 3. Сопротивление медного провода
R, 10-4 Ом
L, 10-2 м
3,7
5
7
10
10,89
15
14,81
20
18,54
25
21,97
30

ρ, 10-8 Ом*м
1,88
1,78
1,84
1,88
1,88
1,86
ρср = 1.85  10 8 Ом  м
По справочным значениям удельное сопротивление меди равно 1.8  10 8 Ом  м
35
30
25
20
15
10
5
0
Ряд1
0
5
10
15
20
25
Рис.3 Зависимость сопротивления проводника от его длины.
3