про виконання лабораторної роботи №311
Міністерство освіти і науки України
Львівський національний університет імені Івана Франка
Кафедра загальної фізики
ЗВІТ
про виконання лабораторної роботи №311
«Визначення питомого опору резистивної дротини технічним методом»
Виконав
студентка групи МТМ - 43
Корнило К. В.
Викладач
Антоняк О. Т.
Львів-2012
Завдання до роботи
визначити питомий опір технічним методом з точним вимірюванням струму;
визначити активний опір даним методом з точним вимірюванням напруги;
знайти питомий опір.
Перелік обладнання
прилад для вимірювання питомого опору резистивного дроту.
Теоретичний матеріал
На ділянці кола сила струму прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору првідника:
- інтегральна форма закону Ома для ділянки кола, що не містить джерел струму;
- густина струму;
- напруженість електричного поля – відношення сили, що діє на електричний точковий заряд поміщений в це поле, до величини цього заряду;
- закон Ома для довільної ділянки кола;
Сила струму в повному колі дорівнює відношенню електрорушійної сили кола до повного опору:
- закон Ома для повного кола,
- е. р. с. джерела;
- внутрішній опір джерела;
- сумарний опір провідників і споживачів у зовнішній частині кола.
Фізичною причиною виникнення опору провідників є взаємодія носіїв заряду із елементами структури провідника.
Опір залежить від:
1. матеріалу;
2. розмірів;
3. домішок;
4. температури;
5. дефектів.
- питомий опір провідника – опір провідника з одиничною довжиною і площею поперечного перерізу;
- довжина провідника;
- площа поперечного перерізу провідника.
Ідея роботи
Дослідження питомого опору технічним методом виконують шляхом точного вимірювання сили струму, який протікає в досліджуваній дротині, або спаду напруг на дротині. Під час такого вимірювання велике значення має місце приєднання в схему амперметра і вольтметра. На рис. 1 міліамперметром вимірюють струм, який проходить лише через резистор R, а вольтметром – спад напруги на резисторі R і міліамперметрі.
У схемі (рис. 2) міліамперметром вимірюють суму струмів, які проходять через резистор R і вольтметр, а вольтметром – напругу лише на резисторі R. Тому покази міліамперметра та вольтметра у схемі на рис. 1 відрізняються від показів на рис. 2.
Для точного визначення опору резистора потрібно врахувати у першій схемі спад напруги на міліамперметрі, а у другій – струм, який проходить через вольтметр.
Рисунок установки
Рис.1 Рис.2
Хід роботи
метод точного вимірювання струму:
Таблиця 1
№ п/п | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
B | mA | Ом | мм | мм | |
1 | 0,551 | 5,360 | 0.36 | ||
2 | 0,652 | 5,283 | 0.36 | ||
3 | 0,752 | 5,221 | 0.36 |
Тут
- внутрішній опір міліамперметра (
Ом),
- діаметр дротини (
мм).
Опір дротини шукають за формулою:
, де
.
- метод точного вимірювання напруги:
Таблиця 2
№ п/п | ![]() | ![]() | ![]() |
В | mA | Ом | |
1 | 0,52 | 5,185 | |
2 | 0,62 | 5,156 | |
3 | 0,714 | 5,274 |
Обчислення опору проводять за формулою:
, де
- внутрішній опір вольтметра (
Ом);
.
Далі визначаємо середнє значення опору у попередніх двох випадках за формулою:
.
- визначення питомого опору дротини:
Питомий опір дротини обчислюємо за формулою:
,
де - площа поперечного перерізу дротини,
- довжина дротини,
- середнє величина опору дротини.
- обчислення похибок обчислень:
Користуємось формулами:
,
Ом;
мм;
мм,
.
Кінцевий результат
Отож, в методі точного вимірювання струму, за вище вказаними формулами, отримуємо Ом, а в методі точного вимірювання напруги матимемо
Ом. Тоді
Ом. Звідси остаточно обчислюємо питомий опір
Ом∙мм
/м .
Далі залишилось обчислити похибку:
.
Отже, остаточно матимемо: Ом
Висновок
На цій лабораторній роботі я навчилася визначати активний опір технічним методом з точним вимірюванням струму і визначати активний опір даним методом з точним вимірюванням напруги. І також визначила опір резистивної дротини технічним методом.