С. Д. Варламов А. Р. Зильберман

Экспериментальные задачи физических олимпиад
117
Одной из составляющих моста будут две последовательно
включённые батарейки. Второй составляющей моста будут
два последовательно включённых резистора. Вот теперь при-
бор показывает ток, не «зашкаливая». Поменяем положение
резисторов — ток изменил знак, но остался прежним по ве-
личине — это говорит о том, что батарейки имеют одинако-
вые характеристики. Если включить в цепь последовательно
с неизвестными резисторами ещё и резистор с известным со-
противлением 10 Ом, то разбаланс моста немного изменяет-
ся. Вариантов подключения измерительного прибора и трёх
резисторов в мост много. Получив разные данные и про-
анализировав их, можно вычислить разность неизвестных
сопротивлений.
Измерение сопротивлений
(
9—2—2004
)
Нужно измерить сопротивление трёх резисторов и оце-
нить точность измерений.
Оборудование
: источник электропитания, универсальный
измерительный прибор (там нет батарейки, поэтому сопро-
тивление он не измеряет), три резистора на картонной пла-
стинке, провода.
Примечание
: резисторы были подобраны так, что один из
них измерялся непосредственно с помощью измерительного
прибора и источника питания, после чего два других можно
было измерить, пользуясь первым как шунтом.
«Шунтирование» прибора резистором, то есть подключе-
ние резистора параллельно прибору, приводит к «огрубле-
нию» прибора — уменьшению его чувствительности. Напри-
мер, для уменьшения чувствительности амперметра в десять
раз нужно параллельно прибору подключить резистор с со-
противлением, которое в девять раз меньше, чем внутреннее
сопротивление амперметра.
Измерение сопротивлений
(
10—2—2004
)
На картонной пластинке приклеены три резистора. Ре-
зистор зелёного цвета имеет сопротивление 200 Ом (он спе-
циально подобран, можно считать это значение точным).

118
Часть 2
Измерьте сопротивление двух других резисторов, оцените
точность измерений.
Оборудование
: батарейка, потенциометр (проволочный ре-
зистор с тремя выводами, его сопротивление
приблизительно
500 Ом), миллиамперметр, провода.
Один из неизвестных резисторов имел сопротивление,
близкое к 200 Ом (в пределах
±
10%), другой неизвестный
резистор имел в несколько раз большее (или в несколько раз
меньшее) сопротивление. Например, возможны варианты:
220 Ом и 510 Ом, 220 Ом и 3 кОм, или 180 Ом и 51 Ом.
Решение
. Последовательное подключение батарейки (с
ЭДС около 4,5 В), миллиамперметра (с максимальным током
5 мА), потенциометра и любого из резисторов приводит
к «зашкаливанию» прибора. Следовательно, нужно поль-
зоваться мостиковыми схемами. Пусть потенциометр будет
одной составляющей моста, а резистор с известным сопро-
тивлением и один из неизвестных резисторов будут второй
составляющей моста. К скользящему контакту потенциомет-
ра и к месту контакта двух резисторов подключаем прибор,
а мост подключаем к батарейке. Настройкой потенциометра
добиваемся уменьшения тока через прибор. До нуля ток
может и не упасть, так как движок потенциометра обес-
печивает не плавный скользящий контакт с проволокой,
а контакт с её разными точками на разных витках этой про-
волоки. Такое скачкообразное изменение сопротивлений плеч
моста в некоторых случаях не позволяет получить точный
баланс.
Для одного из неизвестных резисторов при балансе мо-
ста скользящий контакт потенциометра находится почти по-
середине между его выводами, а для второго неизвестно-
го резистора скользящий контакт располагается достаточно
близко к одному из концов проволоки, из которой сделан
потенциометр, то есть второй неизвестный резистор имеет
сопротивление в несколько раз больше (или в несколько раз
меньше) известного сопротивления 200 Ом.
Потенциометр можно снабдить самодельной бумажной
шкалой и бумажной стрелкой. А можно (если зрение хоро-
шее) просто считать витки проволоки между его концами
и скользящим контактом потенциометра.

жүктеу/скачать 1,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: