Лабораториялық сабақтар жоспары
жүктеу/скачать 1,36 Mb.
|
Лабораториялық жұмыстар
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмыстың мақсаты
- Теориядан қысқаша мағлұматтар
| Пысықтау сұрақтары1. (5) формуланы қорытыңыздар.
2. Дайындалған амперметрді қалай градуирлеуге болады? Лабораториялық жұмыс №2. КӨПІРЛЕР СХЕМАСЫ ӘДІСІМЕН КЕДЕРГІЛЕРДІ ӨЛШЕУ Құралдар мен жабдықтар: реохорд, кедергілер магазині, нөлдік гальванометр, тұрақты ток көзі, кілт, өлшенетін кедергілер, зуммер, телефон, электролит, сыйымдылықтар магазині, конденсатор. Жұмыстың мақсаты: көпірлер схемасы әдісімен белгісіз кедергілерді өлшеп үйрену. Жұмысқа жіберілер алдында студенттердің білуге тиісті сұрақтары: 1. Өткізгіштің омдық кедергісі деген не? 2. Өткізгіштің кедергісі қандай шамаларға тәуелді? 3. Параллель және тізбектей қосылған өткізгіштердің жалпы кедергісінің формуласын жазыңыздар. 4. Көпірлер схемасының принципі қандай? 5. Көпірлер схемасының қандай түрлері бар? Теориядан қысқаша мағлұматтар 1. Электр өрісінде өткізгіштердегі еркін электрондар кристалдық решетканың түйіндерінің арасында бағытталған қозғалысқа келеді. Осындай электрондардың бағытталған қозғалысы электр тоғы деп аталады. Металдардағы еркін электрондар реттеліп қозғалғанда жолында кеңістік решеткасының иондарымен соқтығысады да, соның салдарынан олардың қозғалысы үздіксіз тежеліп отырады. Бұл тежелудің салдарынан өткізгіштің омдық кедергісі пайда болады. Өткізгіштің кедергісі өткізгіштің материалына, оның ұзындығына және S көлденең қимасының ауданында тәуелді: (1) мұндағы - өткізгіштің меншікті кедергісі. Кедергінің бірлігін Ом заңы бойынша табуға болады: Бір Ом үшін ұштарындағы потенциал айырымы 1 B, бойымен 1 А ток өтетін өткізгіштің кедергісі алынады. 2. Өткізгіштердің кедергісін өлшеудің әр түрлі әдістері бар. Солардың біреуі - көпірлер схемасы әдісі. Бұл өте дәл әдіс (10-3-10-4)% және лабораториялық практикада жиі қолданылады. Электрлік көпірлер схемасыдеп тұйық төртбұрыш кедергілерден тұратын (21-сурет) схеманы айтады. 21-сурет
Өлшенетін Rxкедергі және Ro, R1, R2кедергілер тұйық AСBDтөртбұрыш құрай жалғанады. Төртбұрыштың бір диагоналына G гальванометр (осы участок көпір болып есептеледі), ал екінші диагоналына тұрақты ток көзі жалғанады. Ккілтпен тұйықтағанда гальванометр CDтізбегінде ток барын көрсетеді. Ro, R1, R2кедергілері, С мен Dнүктелерінің потенциалдары тең болатындай етіп іріктеп алынса, онда гальванометрдің тізбегінде ток болмайды (Gгальванометрдің стрелкасы нөлде тұрады). Осы жағдайда төмендегідей қатынастар орындалады:
Егер Сжәне Dтүйіндері үшін Кирхгофтың бірінші ережесін қолдансақ, онда: (4) (2)-ші теңдеуді (3)-ге бөліп: (4)қатынасты ескерсек, осыдан (5) 3. Практикада Roкедергі ретінде эталондық кедергілер магазині алынады. Ал R1, R2ретінде А нүктесінен Внүктесіне дейін масштабты сызғыштың бойына керілген калибрленген сым алынады. Масштабты сызғышы және соның бойында керілген калибрленген сымы бар құрал - реохорд деп аталады (22-сурет). 22-сурет. Gгальванометрмен жалғасқан жылжымалы контакт D реохорд өткізгішінің бойымен орын ауыстырады. Сол контакт реохордтың өткізгішін ұзындықтары және екі бөлікке бөледі. Реохордтың өткізгіші біртекті және калибрлі болғандықтан AD-R1 және DB-R2 аралықтары кедергілерінің қатынастары мынадай болады: (6) (6)-ны (5)-ке қойсақ, шығатыны: (7) мұндағы және - С мен Dнүктелерінің потенциалдары тең болған кезде реохорд иіндерінің ұзындықтары. (7) формула көпірлер схемасының негізгі формуласы болып табылады. 4. Көпірлер схемасының түрі көп, соның ішінен біздердің қарастыратынымыз: а) Уитстон көпірі, ә) Томсон көпірі, б) Кольрауш көпірі, в) Манс көпірі. а) Уитстон көпірі. Уитстон көпірі бірінші текті өткізгіштердің кедергісін өлшеу үшін қолданылады. Уитстон көпірі схемасының 21-суреттен айырмасы - оның CD диагоналындағы гальванометр және жылжымалы D контакты К2кілті арқылы жалғанады (22-сурет). Гальванометр өте сезімтал құрал, оны артық ток беруден сақтау керек, сондықтан өте қысқа уақытқа қосылатын К2 контактілік (төбесінен түртіп қана қалатын) кілтпен пайдаланады. Roкедергіні өзгерте отырып және Dконтактыны оңға-солға орын ауыстыру арқылы С мен Dнүктелерінің потенциалын теңгеру қамтамасыз етіледі. Бұл теңгерілу орындалғанда CDдиагональдағы ток нөлге тең болады. Осы шарттарда (7) теңдік орындалады: ә) Томсон көпірі. Томсон көпірі гальванометрдің ішкі кедергісін өлшеу үшін қолданылады. Томсон көпірінің Уитстон көпірінен біраз айырмасы бар. Мұнда ішкі кедергісі өлшенетін гальванометр ACиініне жалғанады, ток көзі гальванометр жанып кетпес үшін потенциометр арқылы қосылады (23-сурет). Потенциометрдің көмегімен гальванометрге қауіпсіз (гальванометрдің стрелкасы шкаласынан шығып кетпеу керек) ток тағайындалады, сосын Roкедергіні өзгертіп және Dжылжығышты қозғау арқылы С мен Dнүктелеріндегі потенциалдарды теңгереді. Потенциалдар теңгерілгенде CDдиагоналындағы токтың нөл болғанын, К2 кілтті ажыратып-қосқанда гальванометрдің көрсетуі өзгермей қалғанынан көруге болады. С мен Dнүктелерінің потенциалдары теңелгенде (7) теңдік орындалады: 23-сурет. б) Кольрауш көпірі. Кольрауш көпірі электролиттер мен Гальвани элементтерінің кедергілерін өлшеу үшін қолданылады. Кольрауш көпірі Уитстон көпірі тәрізді тұрақты токпен жалғанса, онда электродтардың поляризациялануы және электролиттердің реакцияға ұшырауы мүмкін. Сондықтан Кольрауш көпірін айнымалы токпен қоректендіреді (24-сурет). 24-сурет
в ) Манс көпірі. Манс көпірі конденсаторлардың сыйымдылықтарын өлшеу үшін қолданылады. Манс көпірінде Кольрауш көпіріндегі кедергілердің орнына Сх - белгісіз және С0 - эталондық сыйымдылықтар жалғанады. Сондықтан да бұл көпірлердің айырмашылығы жоқ деп айтуға болады. Конденсатор тек айнымалы ток өткізетін болғандықтан, айнымалы кернеу беріледі (25-сурет). 25-сурет
бірақ Сонда: немесе жүктеу/скачать 1,36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|