PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY ČÍSLO 1. Gymnázium Partizánske

PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY Gymnázium Partizánske

6. MERANIE ELEKTRICKÉHO ODPORU REZISTORA

Vypracoval : Školský rok :

Dátum : Ročník : 2.

Trieda :

_______________________________________________________________________________________

Teoretický úvod :

Elektrický odpor rezistora možmo merať viacerými metódami, čo súvisí s rozsahom hodnôt R

a požadovanou presnosťou merania.

1. Priama metóda je založená na definícii elektrického odporu. Ampérmetrom odmeriame prúd, ktorý prechádza rezistorom s odporom R a voltmetrom napätie medzi jeho koncami. Eletrický odpor rezistora vypočítame podľa vzťahu

Výsledok je približný, lebo zaradením oboch meracích prístrojov sa pomery v obvode zmenia tak, že na rezistore nemožno priamo odmerať súčasne napätie aj prúd, ktorý ním prechádza. Meracie prístroje je možno súčasne zapojiť dvoma spôsobmi :

a./ b./

Iv

I

   U_R

   U_A

IR

Iv

IR

I

V prípade a./ ampérmeter ukazuje hodnotu výsledného elektrického elektrického prúdu, ktorý prechádza v dvoch obidvoch vetvách. Pre správnosť určenia hodnoty R treba odčítať od nameranej hodnoty prúdu I prúd I_V, ktorý prechádza voltmetrom. Pri malých hodnotách R vzhľadom na R_V možno prúd I_V vzhľadom na hodnotu I zanedbať.

V prípade b./ voltmeter ukazuje namerané napätie, ktoré je súčtom napätí na sériovo spojených prvkoch časti elektrického obvodu. Pre správnosť určenia hodnoty R treba odčítať od nameranej hodnoty napätia napätie na ampérmetri U_A. Za predpokladu veľkých hodnôt R vzhľadom na hodnotu R_A možno napätie U_A vzhľadom na nameranú hodnotu napätia zanedbať.

2. Substitučná metóda. Do elektrického obvodu zaradíme rezistor s neznámym elektrickým odporom a zistíme výchylku na ampérmetri. Potom namiesto naznámeho rezistora zaradíme rezistory s kalibrovanými premennými odpormi tzv. odporovú dekádu a meníme na nej odpor od najvyšších hodnôt po najnižšie do okamihu, keď ampérmeter ukáže rovnakú výchylku. Hodnota neznámeho odporu sa potom rovná hodnote odporu z dekády. Meriame v zapojení podľa schémy :

3.Mostíková metóda.Touto metódou sa získavajú najpresnejšie výsledky. Meriame v zapojení podľa schémy :

I

I₂

I₁

Po drôte medzi uzlami A, B mostíka sa pohybuje posuvný kontakt do okamihu až ampérmetrom prestane prechádzať elektrický prúd. To znamená, že body C a D majú rovnaký elektrický potenciál a napätia na rezistoroch s odpormi R_X a na časti drôtu s dľžkou a sú rovnaké. Podobne sa rovnajú napätia na rezistore R a na časti drôtu s dĺžkou b. Využitím Kirchhoffových zákonov v danom obvode platí:

R_X .I₂ = R_a. I₁

R . I₂ = R_b .I₁riešením daných rovníc, po úprave dostaneme

kde a,b sú dĺžky úsekov na odporovom drôte s merným elektrickým odporom r.

Na princípe mostíkovej metódy sa zakladajú prístroje špeciálne konštruované na priame meranie elektrických odporov v technickej praxi. Nazývajú sa ohmmetre.

Úloha : určte priamou metódou elektrický odpor rezistora.

Pomôcky : zdroj napätia PZN 240, rezistor s odporom 1, 2, 5.1, 10 kW, spínač, spojova-

cie vodiče, voltmeter, ampérmeter, ohmmeter.

Schémy zapojenia elektrického obvodu :

1./ 2./