Определение удельного электрического сопротивления техническим методом

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3_20

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (СХЕМА 2)

Установка моделирует лабораторную работу «Измерение удельного сопротивления проводника»

Цель работы: определение удельного электрического сопротивления резисторного провода по техническому методу.

Краткая теория

В данной работе находится удельное сопротивление проводника. Электрическое сопротивление характеризует противодействие проводника протеканию тока. Для постоянного тока согласно закону Ома

                                                [pic 1].                                         (1)

Это активное сопротивление зависит от формы и размеров проводника:

                                                [pic 2].                                        (2)

Для однородного проводника с поперечным сечением Sи длиной l

                                                [pic 3],                                        (3)

откуда получим

                                                [pic 4].                                        (4)

Удельное электрическое сопротивление ρ является характеристикой материала проводника. Оно также зависит и от температуры проводника, согласно закону:

                                        [pic 5],

где [pic 6] и [pic 7] - соответственно удельные сопротивления при температурах 0 0С и t 0С, [pic 8] – температурный коэффициент сопротивления.Для металлов α > 0, т.е. с повышением температуры сопротивление металлов увеличивается. В соответствие с формулой (3) измерение величины ρ сводится к измерению сопротивления проводника постоянному току Rи геометрических параметров проводника lи S.

Измерить сопротивление проводника можно с помощью омметра: достаточно подключить измеряемое сопротивление к входам омметра. Этот метод используют, когда не нужна высокая точность.

[pic 9]

Рис.2. Схема для измерения сопротивления проводника

техническим методом

В данной виртуальной работе для измерения величины сопротивления проводника используется технический метод, схема которого представлена на рисунке 2.

На рисунке 2 RAи RВ – внутренние сопротивления амперметра и вольтметра, RP–сопротивление резисторного провода.

Согласно законам последовательного соединения проводников, полное сопротивление цепи равно

                                        [pic 10],                                                (5)

где IB иIP – ток текущий соответственно через вольтметр и резисторный провод, IA– показания амперметра.  При этом, UB = UP.

Применив закон Ома для участка цепи, выражение (5) можно представить в виде:

                                        [pic 11],

откуда следует

                                                [pic 12].                                 (6)