Измерение электрических сопротивлений

Цель работы: получение практических навыков при работе с простейшими электроизмерительными приборами.

Подготовка к работе производится по конспекту лекций или учебнику ??? т.2 §34-36, ?2? §129, ?3? §29.

Для выполнения студент должен знать законы постоянного электрического тока, правила Кирхгофа.

Теоретическая часть

Диапазон сопротивления R, который может встречаться на практике составляет 10^-8 - 10^-16 Ом. Выбор метода и средств измерения определяется характером и величиной измеряемого сопротивления, требуемой точностью, величиной приложенного напряжения, температурой и т.д. Измерение сопротивления может быть осуществлено косвенным методом с помощью амперметра А и вольтметра V с использованием соотношения R = U/I , где U и I - напряжение и ток, измеренные приборами. Этот метод называется техническим. Погрешность измерения данным методом составляет величину 0,5-1% при использовании приборов класса точности 0,2 или 0,5. Наибольшая точность при измерении сопротивлений достигается при измерении мостовыми схемами. На практике используются одинарные и двойные (для более точных измерений очень малых сопротивлений) мостовые схемы.

При измерении сопротивлений техническим методом могут быть использованы две схемы подключения неизвестного сопротивления Rx:

Схема 1 Схема 2

В схеме 1 амперметр измеряет суммарный ток, протекающий через неизвестное сопротивление и вольтметр, а в схеме 2 вольтметр измеряет суммарное напряжение на Rx и амперметре. Отсюда ясно, что сами приборы вносят систематические ошибки в результаты измерений и нужно учитывать их сопротивления R_А и R_V.

Описание прибора

При измерении сопротивлений по техническому методу в работе применяется специальный прибор, внешний вид которого представлен на рис. 1.

Р и с. 1

Р и с. 2

Основание 1 оснащено регулируемыми ножками, которые позволяют произвести выравнивание положения прибора. К основанию прикреплена колонка 2 с нанесенной метрической шкалой 3. На колонке смонтированы два неподвижных кронштейна 4 и один подвижный 5, который может передвигаться вдоль колонны и фиксироваться в любом положении. Между верхним и нижним кронштейном натянут провод 6. Через контактный зажим на подвижном кронштейне обеспечивается хорошее гальваническое соединение с проводом, сопротивление которого измеряется. На подвижном кронштейне нанесена черта, которая отмечает определение на шкале длины отрезка провода. Нижний, верхний и подвижные контакты провода подведены при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора 8, которая помещена в центральном корпусе. Вид лицевой панели измерительного блока представлена на рис. 2.

Переключатель П₁ - включение сети. Миллиамперметр mA, включенный в цепь исследуемого провода служит для измерения тока, а вольтметр V - для измерения напряжения на измеряемой длине провода.

Переключатель П₂ служит для выбора вида работы: отжатый клавиш обеспечивает соединение прибора с мостиком постоянного тока, нажатый - позволяет произвести измерение сопротивлений по техническому методу. Переключатель П₃ служит для выбора точности измерения тока (отжатый клавиш схема 1) и напряжения (нажатый клавиш схема 2). R₃ - потенциометр регулировки тока. К₁, К₂, К₃ - зажимы для подключения внешнего мостика постоянного тока.