Измерение сопротивлений (лабораторные работы)

Лабораторная работа 4

«Измерение сопротивления косвенным методом»
Цель работы: Освоить методику измерения средних сопротивлений методом амперметра и вольтметра.
Содержание: В предлагаемых схемах поочередно измерить сопротивления R1, R2, R3.
Краткая теория и расчетные формулы.
При измерении сопротивления косвенным методом применяют две схемы включения амперметра и вольтметра.
Рис.1  Ra = 1,3 Oм; Rv = 1 MOм
В схеме, изображенный на рис.1, показания вольтметра Uv равны сумме напряжений на сопротивлении Rx и на амперметре Uа . В этом случае измеряемое сопротивление:
т.е. появляется погрешность измерения, равная Ra (внутреннему сопротивлению амперметра). Поэтому эту схему применяют для измерения сопротивлений, больших по сравнению с сопротивлением амперметра (в 100 раз и больше), что позволяет пренебречь сопротивлением Ra, т.е. считать что:
Rx = Ua / Ia
Рис.2
При использовании второй схемы (рис.2) показание амперметра Ia равно сумме токов в сопротивлении Rx и вольтметре Iv, следовательно измеряемое сопротивление:
Эту схему применяют для измерения сопротивлений, меньших по сравнению с сопротивлением  вольтметра (в 100 раз и меньше). В этом случае током через вольтметр можно пренебречь, т.е. считать:

Rx = Uv / Ia.

Но при точных измерениях пользуются полными формулами, в зависимости от применяемой схемы.
Необходимые приборы:
1.Амперметр.
2.Вольтметр.
3.Магазин образцовых сопротивлений.
План работы:
1.Собрать схему (рис.1), проверить сопротивление резистора для данной работы. (114 Ом)
2.Поочередно на магазине сопротивлений выставить Rд = R1, R2, R3.
3.Произвести замеры и занести их в таблицу.
4.Аналогично провести замеры по схеме рис.2.
5.Расчитать Rx, пользуясь полными и сокращенными формулами. Результаты занести в таблицу.
6.Найти для всех случаев абсолютную и относительную погрешность, считая
Rд – (на магазине сопротивлений) – действительным значением.
Rизм – (по формулам) – измеренным значением.
ΔR = Rизм – Rд;
γ = (ΔR / Rд )* 100%
7.Результаты вычислений занести в таблицу.

8.Сделать письменные выводы по лабораторной работе.
Контрольные вопросы:
1). Методы измерения сопротивления?
2). К каким методам относится данная лабораторная работа?
3) От чего зависит последовательность включения Амперметра и Вольтметра при измерении сопротивления?

Лабораторная работа 5

«Измерение сопротивления»
Цель работы: освоить методику измерения сопротивления электрическим мостом.
Содержание: На предлагаемом приборе поочередно измерить сопротивления R1, R2, R3.
Краткая теория и расчетные формулы.
Принципиальная схема одинарного моста имеет следующий вид:
Магазины резисторов R1, R2, R4 и измеряемый резистор Rx=R3 образуют плечи моста – четырехугольный электрический контур АБВГ , в диагональ АБ которого включен источник питания, а в другую диагональ БГ  - нулевой указатель (гальванометр) при данном измеряемом сопротивлении Rx можно подобрать сопротивления остальных плеч так, что тока в гальванометре не будет (Iг=0). Это произойдет только в том случае, если потенциалы точек Б и Г будут равны.
                                                        
                                                     I1R1 = I3Rx  (1)
φБ = φГ  и следовательно      I2R2 = I4R4  (2)

Кроме того, т.к. Iг = 0, то I1=I2 и I3=I4
Используя указанные соотношения токов и разделив 1 на 2 получим:

R1\R2 = Rx\R4   или R1R4 = R2Rx   -  условие равновесия моста.

Откуда измеряемое сопротивление Rx = R4 * (R1\R2), где соотношение (R1\R2) = M – называется масштабом моста, R1\R2 – плечами отношений, R4 - плечо сравнения.

Необходимые приборы:
1.    Мост;
2.    Магазин образцовых сопротивлений.
План работы:
1.    Изучить описание прибора.
2.    Подключить образцовый магазин сопротивлений и поочередно выставлять:

R∂ = R1 = 50 Oм

R∂ = R2 = 500 Oм

R∂ = R3 = 5000 Oм

3.    Перед каждым замером выставить рекомендуемый режим работы моста исходя из таблицы, данной в описании прибора.
4.    Произвести измерения, сначала нажав кнопку «грубо», а затем «точно».
5.    Результат измерений занести в таблицу.
6.    Вычислить погрешности ∆R = Rx - R∂     γ = (∆R\ R∂)*100% и результаты занести в таблицу.

7.    Сделать письменный вывод по работе.
8.    Письменно ответить на контрольные вопросы:
        1. Схема измерения R нулевым методом?
        2. Условие равновесия моста?
        3. Что такое масштаб моста?