Описание установки. Общий вид рабочей установки представлен на рис

Общий вид рабочей установки представлен на рис. 3. Основными элементами ее являются:

1 - неподвижная колонка;

2 - миллиметровая шкала, закрепленная на колонке 1;

3 - проволока, сопротивление которой измеряется в данной работе; она закреплена с помощью верхнего и нижнего неподвижных кронштейнах;

4 - кронштейн, который может перемещаться вдоль колонки 1;

5 - винт, фиксирующий кронштейн 4 в любом положении.

На подвижном крон-штейне 4 имеется указатель в виде черты, которая служит для фиксирования необходи-мой длины проводника. Нижний, верхний и сред-ний (подвижный) контакты проволоки подключены при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора, изображенной на рис.4.

В измерительную часть входят миллиамперметр и вольтметр класса точности 1,5.

 

Переключатель W₁ (cм. рис. 4) служит для включения прибора в сеть. При нажатии W₁ начинает светиться индикатор напряжения сети. Переключатель W₂ позволяет изменять схему подключения измерительных приборов. Если переключатель W₂ отжат, установка работает по методу точного измерения силы тока. Если же W₂ утоплен, установка работает по методу точного измерения напряжения. Переключатель W₃ устанавливает режим работы установки: при нажатом W₃ включен режим «вольтметра-амперметра», при отжатом W₃ включен режим «моста». В настоящей лабораторной работе переключатель W₃ должен быть постоянно нажат. R₁ - ручка регулятора тока.

Сопротивление вольтметра R_v = 2000 Ом, сопротивление миллиамперметра R_A = 0,3 Ом, диаметр проволоки d = 0,365 мм.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Подготовить таблицу для записи результатов прямых и косвенных измерений (Табл. 1). Три значения длины проволоки и три значения силы тока задаются преподавателем (напр., l = 20, 25, 30 см; I = 100, 200, 300 мА).

3.2. Перемещая подвижный кронштейн 4 вдоль колонки 1, установить по шкале 2 первое заданное значение длины проволоки 3, зафиксировав положение кронштейна винтом 5.

3.3. Нажав переключатель W₂ (что соответствует методу точного измерения напряжения), с помощью регулятора R₁ установить первое заданное значение силы тока, записать его в столбец 2, а соответствующее показание вольтметра записать в столбец 3.

3.4. Отжать переключатель W₂ (что соответствует методу точного измерения силы тока) и записать показание вольтметра в столбец 4^*.

3.5. Повторить измерения по п.п. 3.3 – 3.4 для других ранее заданных преподавателем значений тока.

3.6. Повторить действия по п.п. 3.2 – 3.5 для других заданных значений длины проволоки.

3.7. Рассчитать по формуле (7) значения r_I, занести их в столбец 5. По полученному массиву результатов рассчитать абсолютную и относительную погрешность.

3.8. Рассчитать по формуле (13) значения r_II, занести их в столбец 8. По полученному массиву результатов рассчитать абсолютную и относительную погрешность.

3.9. Окончательное значение искомой величины r определить как среднее арифметическое r_I и r_II.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определение электрического тока.

2. Запишите закон Ома для участка цепи.

3. В чем заключается физический смысл понятия «напряжение на участке цепи»?

4. Как определяется относительная погрешность при измерениях физических величин?

5. Каков физический смысл удельного сопротивления материала?

6. В каких случаях при измерениях сопротивлений необходимо применять метод непосредственного измерения напряжений, а в каких – непосредственного измерения тока?

Рекомендуемая литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высш. школа, 2003.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т. 2. Электричество и магнетизм. - СПб.: Изд-во «Лань», 2006.

__________________________________________

^* Примечание. Так как R_A<< R_V, показания миллиамперметра при нажатом и отжатом положениях переключателя W₂ практически не отличаются.

 

Таблица 1

№ пп

IA

UV

rI по ф-ле (7)

ΔrI

εI

rII по ф-ле (13)

ΔrII

εII

rср

Δr

W2 вкл.

W2 выкл.

L 1 =

Ср.

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

L 2 =

Ср.

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

L 3 =

Ср.

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х