Овладеть способом измерения удельного сопротивления проводника

Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».
опыты и эксперименты по физике на тему

Лабораторная работа

Тема: Измерение удельного сопротивления проводника.

Оборудование: источник постоянного тока, соединительные провода, проволока из материала с большим удельным сопротивлением, амперметр, вольтметр, штангенциркуль.

Цель работы: Опытным путем определить удельное сопротивление проводника.

Теоретическая часть.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Сопротивление проводника представляет собой меру противодействия проводника установлению в нем электрического тока. С помощью закона Ома можно определить сопротивление проводника:

Скачать:

Вложение	Размер
laboratornaya_rabota_izmerenie_udelnogo_soprotivleniya_provodnika.doc	57.5 КБ

Предварительный просмотр:

Тема: Измерение удельного сопротивления проводника.

Оборудование: источник постоянного тока, соединительные провода, проволока из материала с большим удельным сопротивлением, амперметр, вольтметр, штангенциркуль.

Цель работы: Опытным путем определить удельное сопротивление проводника.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Сопротивление проводника представляет собой меру противодействия проводника установлению в нем электрического тока. С помощью закона Ома можно определить сопротивление проводника:

Для этого нужно измерить напряжение и силу тока.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

Сопротивление проводника длиной с постоянной площадью S равно: R = / S

Где – величина, зависящая от рода вещества и его состояния (например, от температуры). Величину называют удельным сопротивлением проводника. Удельное сопротивление численно равно сопротивлению проводника, имеющего форму куба с ребром 1м, если ток направлен вдоль нормали к двум противоположным граням куба. Единицу сопротивления проводника устанавливают на основе закона Ома и называют его Ом. Проводник имеет сопротивление 1Ом, если при разности потенциалов 1В сила тока равна в нем 1А.

Единицей удельного сопротивления является 1Ом · м. Удельное сопротивление металлов мало. Диэлектрики обладают очень большим удельным сопротивлением. В таблице приведены примеры значений удельных сопротивлений некоторых проводников.

Удельное сопротивление при температуре 20ºС,

Источник

Лабораторная работа по физике «Определение удельного сопротивления проводника»(10 класс)

ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА №9

Тема лабораторной работы: «Определение удельного сопротивления проводника».

Цель: научиться опытным и расчетным путем определять удельное сопротивление проводника.

Оборудование 1. Источник тока. 2. Амперметр. 3. Вольтметр. 4. Реостат. 5. Ключ. 6. Соединительные провода. 7. Линейка. 8. Штангенциркуль.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание 1. Выберите правильную формулу для расчета удельного сопротивления:

а) = б) = в)=

Задание 2. Соотнесите физическую величину и единицу измерения в системе СИ (для каждой физической величины только одна единица измерения) ответ занесите в рабочую тетрадь:

_{Электрическое сопротивление проводника}

_{Площадь поперечного сечения}

_{Удельное сопротивление материала проводника}

Задание 3. Из предложенных вариантов выберите те, от которых зависит сопротивление проводника:

Площадь поперечного сопротивления;

Вещество, из которого изготовлен проводник.

Задание 4. Вставьте пропущенные слова в определение:

Удельное электрическое сопротивление – физическая , характеризующая  вещества препятствовать  электрического тока.

Задание 5. Вспомните основные правила техники безопасности и обратите особое внимание, что необходимо:

1. Приступать к выполнению задания можно только после разрешения преподавателя.

2. Собранная электрическая цепь должна быть проверена преподавателем и замыкается по его разрешению.

3. После окончания работы следует привести в порядок рабочее место, сдать все приборы и принадлежности.

Задание 6. Опытным и расчетным путем определите удельное сопротивление проводника .

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО

ШАГ 1 . Составить электрическую цепь согласно схеме.

ШАГ 2 . Поставить ползунок реостата примерно в среднее положение.

Замкнуть электрическую цепь, снять показания амперметра и вольтметра.

ШАГ 3 . Рассчитать сопротивление проводника по формуле:

=

ШАГ 4 . Штангенциркулем измерить диаметр реостата.

ШАГ 5 . Подсчитать число витков проволоки, введенных в электрическую цепь.

ШАГ 6 . Определить длину провода, по которому течет ток по формуле:

ШАГ 7 . Измерить линейкой длину части реостата, введенной в электрическую цепь.

ШАГ 8 . Найти диаметр проволоки по формуле:

=

ШАГ 9 . Определить площадь поперечного сечения проволоки по формуле:

ШАГ 10 . Рассчитать удельное сопротивление проводника по формуле:

=

ШАГ 11 . Ползунок реостата передвинуть в другое положение.

Опыт повторить, начиная с шага № 2.

=

ШАГ 12 . Рассчитать удельное сопротивление по формуле: = =

ШАГ 13 . По результатам двух опытов найдите среднее значение удельного сопротивления проводника. =

ШАГ 14 . Найти абсолютную погрешность по формулам:

=

ШАГ 15 . Рассчитать относительную погрешность по формуле:

Результаты всех измерений и вычислений занесите в таблицу.

Площадь поперечного сечения

ШАГ 16. Сделайте вывод. Удалось ли вам определить удельное сопротивление проводника. Объясните почему.

ОЦЕНИТЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

При выполнении заданий 1-4

Задание № 1 1 балл

Задание № 2 1 балл

Задание № 3 1 балл

Задание № 4 1 балл

При выполнении задания № 6 — относительная погрешность

более 70% — 2 балла

Подведение итогов проводится путем суммирования деятельности студента

Оценка «5» – 9 баллов

Задание 7. Вспомните основные моменты занятия и определите по 5-балльной шкале следующие параметры:

Насколько вам было сложно выполнять данную лабораторную работу.

Насколько вам было интересно выполнять данную работу.

На какую оценку вы выполнили данную работу.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ НА «ОТЛИЧНО»:

Определите сопротивление алюминиевого провода длиной 100м и площадью поперечного сечения 2,8 .

Рассчитайте удельное сопротивление меди, провод из которой длиной 500м и площадью поперечного сечения 0,1 имеет сопротивление 85 Ом.

Найдите площадь поперечного сечения алюминиевого провода длиной 0,5км, имеющего сопротивление 7 Ом.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 812 человек из 76 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

• Сейчас обучается 355 человек из 68 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 48 человек из 23 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДВ-026094

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Студентам вузов могут разрешить проходить практику у ИП

Время чтения: 1 минута

Правительство предложило потратить до 1 млрд рублей на установку флагов РФ у школ

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

В проекте КоАП отказались от штрафов для школ

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Методы измерения удельного электрического сопротивления

Для измерения удельного электрического сопротивления применяют контактные и бесконтактные методы.

В контактных методахисточник питания, создающий в образце электрическое поле, а также элементы измерительного контура непосредственно или контактно соединены с образцом.

К таким методам относят:

— метод одинарного моста;

— метод двойного моста;

-потенциометрический метод;

— метод ампер – вольтметра.

В бесконтактных методах ЭДС в образце создается в результате явления индукции, что позволяет измерять электросопротивление в герметизированных сосудах, при высоких температурах, расплавах и т.п. К этим методам относят:

— метод вращающегося магнитного поля;

-метод вихревых токов;

— метод, основанный на отражении энергии сверхвысокочастотных колебании.

Метод одинарного моста. Этот метод обеспечивает удовлетворительную точность, при измерении образцов с большим сопротивлением ( > 10 Ом ), поскольку сопротивления контактов и потенциальных токоподводов к образцу вносят свой вклад в измеряемую величину.

Принципиальная схема одинарного моста показана на рис.13.1.

Принципиальная схема одинарного моста

Мост состоит из трех известных сопротивлений: R₁, R₂ и R_N (эталон ) и одного неизвестного Х.

Для определения этого сопротивления проводят уравновешивание моста изменением сопротивлений R₁ и R₂ или R₂/R₁; в результате потенциалы точек В и D выравниваются между собой и ток, протекающий через гальванометр G, равен нулю.Расчетная формула:

выводится, исходя из теоремы о равновесии моста. Равновесие моста достигается, если замыкание и размыкание одной из его диагоналей не сопровождаются возникновением тока в другой диагонали (нулевой метод).

Для измерения малых сопротивлений методом одинарного моста можно снизить влияние контактов и потенциальных токоподводов путем попеременного включения искомого сопротивления в различные ветви моста.

Метод двойного моста. Этим методом (рис.13.2) можно с высокой точностью измерять малые сопротивления (от 1·10 -6 до 1 Ом). В результате простого изменения схемы (превращением ее в одинарный мост) возможно также измерять и весьма большие сопротивления.

Принципиальная схема двойного моста

Применение метода двойного моста для измерения малых сопротивлений или малых их изменений основано на том, что дополнительные сопротивления контактов и потенциальных токоподводов, связанных с образцом, не влияют на потенциалы точек f и c, к которым подсоединен нуль – гальванометр, поскольку величина промежуточных сопротивлений R₁, R₂, R₃, R₄ намного больше (> 100 Ом) указанных дополнительных сопротивлений.

Изменяя сопротивление R₁ – R₂, R₃ – R₄ при эталонном R_N, добиваются равенства потенциалов в точках f и c, что соответствует нулевому показанию гальванометра . В момент равновесия моста падение напряжения на участке afи fe должно быть соответственно равно падению напряжения на участках ac и ce.

Потенциометрический метод обеспечивает высокую точность при измерении малых сопротивлений. В этом случае падение напряжения на образце сравнивается с падением напряжения на последовательно включенном эталонном сопротивлении. Падение напряжения E_D и E_N измеряется потенциометром.

В этом случае искомое сопротивление Х равно Х= R_N(E_X /E_N), где R_N – сопротивление эталона; Е_X и Е_N – падение напряжений на искомом сопротивлении и эталоне соответственно.

Метод амперметра — вольтметра. Принципиальная измерительная схема приведена на Рис.13.3. Чтобы определить электросопротивление, измеряют силу тока в цепи с помощью амперметра А., а также падение напряжения на длине измеряемого сопротивления X с помощью вольтметра V.

Принципиальная схема измерений по методу амперметра – вольтметра

Величину сопротивлений определяют по формуле X =U/I, где U — падение напряжения,В; I— сила тока,А. Определение сопротивления этим способом не является точным, гак как амперметр измеряет величину тока I₁ ,протекающего через образец, а также величину тока i, протекающего через вольтметр.

Истинное сопротивление образца Х_ИСТ =U/(I₁— i) = U/(I₁ — U/r_V),

гдеr_V, — сопротивление обмоток вольтметра.

Погрешность, получающаяся при расчете по формуле X=U/I, тем больше, чем меньше сопротивление вольтметра и чем больше сопротивление образца.

Если сопротивление вольтметра более чем в 100 раз превосходит измеряемое сопротивление, можно пользоваться формулой X = U/I, что дает погрешность до 1%. Для уменьшения этой погрешности следует включить последовательно с вольтметром большое дополнительное сопротивление.

Точность метода зависит главным образом от точности используемых амперметра и вольтметра и величины переход­ных сопротивлений в местах включения приборов и измеряемого сопротивления.

Кроме того, при измерениях по этому методу можно применять зеркальные электроизмерительные приборы и проводить непрерывную оптическую запись показаний приборов на светочувствительной бумаге, намотанной на барабан.

Метод вращающегося магнитного поля.Электропроводность образца в этом случае определяется по величине действующего на него момента сил, измеряемого по углу закручивания подвеса. Точность метода -1 %, но для достижения такой точности вводятся поправки на форму и самоиндукцию образца, изменение магнитного состояния ферромагнетиков.

Метод вихревых токов.В этом методе образец помещается в переменное магнитное поле индуктора. Под влиянием этого поля в образце возбуждаются вихревые токи, которые изменяют полное электросопротивление индуктора. Изменение величины последнего характеризует электросопротивление образца.

Метод, основанный на отражении энергии сверхвысокочастотных колебаний.В этом методе, применяемом для полупроводников, электросопротивление измеряется по коэффициенту отражения электромагнитной волны, зависящего от их проводимости (диэлектрическая постоянная принимается постоянной).

Источник