Ćwiczenie E18

Ćwiczenie E18
POMIAR REZYSTANCJI METODĄ MOSTKOWĄ I METODĄ PORÓWNAWCZĄ
I.
Pomiar metodą mostkową
Układ mostkowy (mostek Wheatstone’a) do pomiarów rezystancji przedstawiono na rys.1.
A
+
R2
Rx
C
D
R3
R4
B
Rx- opór badany,
R2 – opór o rezystancji regulowanej
R3, R4 – oporniki o znanych rezystancjach,
-wskaźnik równowagi (mikroamperomierz)
Stan równowagi mostka, jest to stan, w którym potencjały punktów C i D są
jednakowe, czyli napięcie UCD=0 (wskaźnik równowagi mostka ma wtedy odchylenie
zerowe). Stan taki uzyskujemy poprzez odpowiedni dobór rezystancji R2, R3, R4. Zachodzą
wtedy następujące zależności:
I5=0, Ix=I3, I2=I4
U AC = U AD   R X I X = R2 I 2
⇒
U CB = U DB   R3 I 3 = R4 I 4
RX I X
R I
= 2 2
R3 I 3
R4 I 4
Stąd:
R X = R2
R3
R4
(1)
Kolejność wykonywanych czynności:
1. Połączyć układ według schematu 1.
1
+9V
Rx
R2
R3
R4
-9V
2. Ustawić na zasilaczu napięcie 9V.
3. Podłączyć do zacisków pomiarowych RX1…5 opornik Rx1.
4. Obracając pokrętłem R2 uzyskać równowagę mostka (wskazanie 0 μA na
amperomierzu).
5. Odczytać oporność potencjometru R2 na skali pokrętła.
6. Powtórzyć pomiary dla oporników od Rx2 do Rx5.
7. Oporność elementów w mostku wynosi 100 kΩ (R3 i R4= 100 kΩ).
8. Na podstawie uzyskanych wyników obliczyć wartości RX1, RX2, RX3 ,RX4, Rx5.
II.
Pomiar metodą porównawczą
Metoda porównawcza (napięciowa) pomiaru rezystancji polega na porównaniu spadków
napięcia na połączonych szeregowo: oporniku badanym Rx i oporniku wzorcowym Rwz
.Ponieważ w obydwu opornikach płynie ten sam prąd, napięcia na nich są proporcjonalne
do rezystancji:
U
U
I = x = wz
Rx
Rwz
Kolejność wykonywanych czynności:
1. Połączyć układ według schematu 2.
2
2. Ustawić na zasilaczu napięcie 30V.
3. Dokonać odczytu spadku napięcia na oporniku wzorcowym, a następnie przełączając
odpowiednio woltomierz odczytać spadek napięcia na oporniku badanym (jeden z
oporników RX).
4. Powtórzyć pomiary dla pozostałych oporników.
5. Wyniki przedstawić w tabeli.
Ux1 [V]
Ux2 [V]
Ux3 [V]
Ux4 [V]
Ux5 [V]
Ux [V]
Uwz[V]
6. Wartość opornika wzorcowego Rwz = 10kΩ.
7. Na podstawie uzyskanych wyników obliczyć wartości RX1, RX2, RX3 ,RX4, Rx5.
Wymagania:
- prawo Ohma,
- prawa Kirchhoffa,
- mostek Wheatstone’a do pomiaru rezystancji,
- metoda porównawcza pomiaru rezystancji,
- oznakowanie mierników,
- niepewności pomiarowe.
3