To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Zagadnienia teoretyczne Do pomiaru nieznanych oporności korzysta się z obwodu zwanego mostkiem Wheatstone’a. Obwód ten składa się z nieznanego oporu, Rx, trzech znanych oporników, R1, R2, i R3 (gdzie R1 jest wycechowanym potencjometrem lub zestawem oporników dekadowych), galwanometru, i źródła zasilania: I1 I2 R1 R2 + a G b - R3 Rx Rys. 1 Sposób działania mostka jest całkiem prosty. Opór R1 jest zmieniany, dopóki odczyt galwanometru równa się zero, tzn. nie ma przepływu prądu pomiędzy a i b . Wówczas mówi się, że mostek znajduje się w stanie równowagi. Ponieważ wówczas potencjał w punkcie a musi się równać potencjałowi w punkcie b , różnica potencjałów na R1 musi się równać różnicy potencjałów na R2. Ta sama sytuacja zachodzi dla pary R3 i Rx. Stąd widzimy, że: (1) I1R1=I2R2 (2) I1R2=I2Rx Dzieląc (1) przez (2) eliminuje natężenia prądów, a rozwiązując równanie dla Rx, otrzymujemy R R R R x 2 3 1 Ponieważ znamy R1, R2, i R3, można łatwo wyliczyć Rx. Często zamiast w miejsce R2 i R3, zamiast zwykłych oporników, używa się zestawów opornikowych, w celu możliwości mierzenia szerokiej gamy oporności. Ponieważ na początku mostek jest daleko od zrównoważenia, w celu uchronienia galwanometru przed zniszczeniem, włącza się z nim w szereg opornik o odpowiednio wielkim oporze i doprowadza mostek do równowagi. Gdy wskazówka się już nie wychyla, bocznikuje się ów opornik i koryguje dokładnie stan równowagi mostka. Dodatkowym zabezpieczeniem mógłby także być opornik o małym oporze,
(…)
…
1825.00
Widzimy, że występują tu pewne rozbieżności. Zatem obliczmy wartość
średnią oporu dla każdego z oporników:
Opornik
1
2
3
4
5
Opór (Ω)
12.71
482.25
276.75
2196.08
1426.18
Ocena błędu
Obliczmy przykładowy błąd metodą różniczki zupełnej. Ponieważ korzystamy
ze wzoru Rx
R2 R3
, błąd będzie wynosił
R1
Rx
Rx
Rx
Rx
R2
R3
R1
R2
R3
R1
R3
R2
R2 R3
R2
R3
R1
R1
R1
R12
Podstawmy pod ten wzór wybraną wartość, np. pierwszy pomiar opornika
numer 3. Błąd odczytu R3 i R1 wynosi 0.1 cm, a odczyt opornika dekadowego R2
wynosi ostatnie liczące się miejsce pomiaru, czyli 100 ohmów. Wtedy mamy :
Rx
15
2900
2900
15
100
01
.
01
.
2
85
85
85
17.65 3.41 0.60 2166
.
Jest to błąd względny rzędu 8%. Zakładając, że podobny błąd dostajemy przy
pozostałych pomiarach, nie powinny dziwić otrzymane rozbieżności pomiędzy
kolejnymi pomiarami tego samego oporu.
Wnioski
Błąd rzędu 8% nie należy do najgorszych, należy jednak pamiętać, że w
naszym przypadku, obliczając dokładność pomiaru metodą różniczki zupełnej,
pominięto błąd pomiaru i odczytu wskazań galwanometru; w przypadku ławy użyto
jedynie błąd odczytu, z braku możliwości oceny błędu pomiaru…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)