Тверской государственный университет
Кафедра общей физики
Лаборатория механики
Лабораторная работа № 2
Измерение удельного
Сопротивления провода
По техническому методу
С помощью прибора рм-01
Тверь
Описание установки
К основанию прибора прикреплена колонна с приклеенной метрической шкалой. На колонне монтированы два неподвижных кронштейна и один подвижный, который может передвигаться вдоль колонны, фиксироваться в любом положении. Между верхним и нижним кронштейнами натянут резистивный провод, который прикреплен к кубикам путем привинчивания винтов. Через контактный зажим на подвижном кронштейне обеспечивается хорошее соединение с резистивным проводом. На подвижном кронштейне нанесена черта, которая облегчает определение на шкале длины отрезка измеряемого резистивного провода. Нижний, верхний и центральный (подвижный) контакты резистивного провода подведены при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора.
Теория работы
Сопротивление проводника 
связано с напряжением 
и силой тока 
законом Ома:
.
Сопротивление проводника пропорционально его длине 
и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника 
:
Коэффициент 
называется удельным сопротивлением данного материала.
Прибор предназначен для определения удельного сопротивления резистивного провода из хромоникеля по техническому методу с точным замером тока и напряжения.
Измерение активного сопротивления проволоки по техническому методу с точным измерением тока
В отжатом положении переключателя 2 измерительные приборы соединяются с активным сопротивлением по схеме на рис. 2.
|
|
Выразим напряжение между точками 1 и 2 через падение напряжений на 
и на миллиамперметре:
,
где 
- показание миллиамперметра, 
- его внутреннее сопротивление, равное 0.15 Ом.
Вводя обозначение 
, получим:
. (1)
2.2. Измерение активного сопротивления резистивного провода по техническому методу с точным измерением напряжения
В нажатом положении переключателя 2 измерительные приборы и участок провода от нижнего кронштейна до движка соединяются по схеме на рис. 3.
Учитывая, что в этой схеме 
и вольтметр соединены параллельно, нетрудно получить формулу
, (2)
где 
- внутреннее сопротивление вольтметра (2500 Ом).
Расчет удельного сопротивления
Сопротивление проволоки 
пропорционально его длине 
и обратно пропорционально площади сечения :
,
где - удельное сопротивление. Таким образом, при известном значении 
удельное сопротивление можно рассчитать:
. (3)
Порядок выполнения работы
1. Переключатель рода работы 3 установить в нажатое положение, отвечающее измерению активного сопротивления по техническому методу.
2. Переключатель 2 установить в зависимости от режима измерения.
3. Подвижный кронштейн установить в положение от 0.5 до 0.7 длины 
провода.
4. Включить прибор клавишей «сеть».
5. При помощи потенциометра «Рег. тока» установить значение тока, при котором вольтметр показывает примерно 0.5 от предела измерения.
6. Измерить значения 
.
7. Рассчитать удельное сопротивление (диаметр провода – 0.36 мм).
8. Определить погрешности 
.
9. Результаты представить в виде таблицы.
|
|
10. Повторить измерения при другом значении 
.
 ,
мА
|  ,
мА
|  ,
В
|  ,
В
| ,
мм
|  ,
мм
|
 , 
|
 ,
|
Контрольные вопросы
1. Принцип измерения сопротивления по техническому методу. Вывести формулы (1) и (2).
2. Что такое класс точности прибора? Как от него зависит погрешность измерения?
3. Проанализируйте, какая из погрешностей прямых измерений 
или 
вносит наибольший вклад в погрешность 
косвенного измерения.
Литература
Математическая обработка результатов физического эксперимента. § 3.2.