Вимірювання опорів
Опір будь-якого провідника найбільш просто можна визначити за допомогою амперметра і вольтметра: R = U / I. При цьому вважають, що струм, який йде через вольтметр, малий порівняно зі струмом у провіднику. Точність такої методики визначається точністю амперметра і вольтметра і, як правило, не дуже велика (7 ~ 10%). Для більш точних вимірювань опорів використовують метод порівнянь невідомого опору з відомим. Це здійснюють за допомогою місткової схеми, зображеної на мал. 4.44: r 1, r 2, r 3 – відомі опори, rх – невідомий, G – чутливий гальванометр. Опори плечей моста змінюють і підбирають таким чином, щоб струм гальванометра дорівнював нулю. В цьому випадку: r 1/ r 2 = r 3/ rх ® rх = (r 2× r 3)/ r 1. (4.97) Отже, знаючи опори r 1, r 2, r 3, можна знайти невідомий опір rх. Доведемо рівність (4.97). Струм через гальванометр не йтиме, якщо потенціали точок в і г будуть рівними: jв = jг, а це буде у випадку, коли спад напруги на опорі r 1 буде дорівнювати спаду напруги на опорі r 2: Uaв = Uаг, де Uав = Iв r 1; Uаг = Iгr 2; Iв і Iг – сили струму у відповідних ділянках розгалуженого кола. Тобто струм через гальванометр дорівнює нулю, якщо виконується рівність: Iвr 1 = Iгr 3, ® Iв/Iг = r 3 /r 1. (4.98) З іншого боку, сили струму у ділянках обернено пропорційні до опору цих ділянок: . (4.99) Підставивши (4.99) у (4.98), отримаємо (4.97). Місткова схема використовується в багатьох приладах, наприклад, в болометрі – приймачі теплового випромінювання. У цьому випадку одним із чотирьох плечей електричного моста є чутливий до змін температури елемент, найчастіше напівпровідниковий резистор (термістор). При попаданні потоку випромінювання на теплочутливий елемент баланс моста порушується і через гальванометр йде струм, величина якого залежить від інтенсивності падаючого потоку. У реографі місткова схема використовується для спостереження змін опору провідника (яким є ділянка біологічної тканини), обумовлених змінами його об’єму, котрі відбуваються протягом кардіоциклу.
|