Уитсон көпірінің көмегімен кедергіні өлшеу

 

Қазақстан Республикасының  ғылым және білім министрлігі.

Қарағанды Мемлекеттік  Техникалық Университет.

 

 

 

 

 

Физика кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зертханалық жұмыс №39

Тақырыбы: Уитсон көпірінің көмегімен кедергіні өлшеу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                  Орындаған: ПСК-12-1 тобының

                                                                             студенті Алданышова А.А.

                                                                          Тексерген: Салькеева А.К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                          Қарағанды 2013

 

Зертханалық жұмыс  №39

                                   Уитсон көпірінің көмегімен кедергіні өлшеу.

Құрал жабдықтар: тоқ  көзі, потенциометр Н, реохорд, гальвонометр Г,кедергі жинағы R.

Жұмысты орындау тәртібі:

1. Схеманы қарастыру.

2. Кедергісімен қатар  құру.

3. Потенциометр жылжытқышын min-ге әкелеміз.

4. Кедергілер жинағы R=10.000 Ом =10 кОм.

5. Тоқ көзін резеткаға  қосу.

6. Реостаттың жыжжытқышпен кернеу беру. (жыжжытқышты потенциометрдің ортасына келтіру)

7. Реохорд (қозғалтқышын) жылжыту арқылы Гальвонометр тілшесін  0-ге келтіру.

8. Реохорд кернеуін  реостат жылжытқышымен үлкейту.

9. Егер гальвонометр  тілшесі 0-ден ауытқыса , онда оны  реохорд жылжытқышымен қозғалту арқылы қайта қалпына келтіру.

10. Таблицаға  және мәндерін жазу, мұндағы  = - , =100 см.

11. Белгісіз кедергіні мына формуламен есепедім .

12. Кедергілер жинағына 20 кОм және 30 кОм мәндерін беріп, 3-11 пунктерін қарау.

13. Белгісіз кедергімен  тізбек құрып, 3-11 пунктерді орындау.

14.Тізбектей қосылған  немесе схема құрып, 3-11 пунктерді жасау. Шыққан тәжірибе мәні теориялық мәнімен салыстырғанда бірдей немесе өте аз шама ауытқуы тиіс .

15. Параллель қосылған  немесе схема құрып, 3-16 пунктерді жасау. Шыққан тәжірибе мәні формуласымен шығарылған теориялық мәнімен бірдей немесе өте аз шамаға ауытқуы тиіс.

 

	R,Ом	L1,см	L2,см		,Ом		,Ом	R,Ом
Rx1,Ом	10000	43		57		13.25*103	19.6*103	15.29*103
	20000	50		50		20*103
	30000	54		46		25.55*103
Rx2,Ом	10000	42		58		13.8*103	18.1*103	12.35*103
	20000	54		46		17.03*103
	30000	56		44		23.57*103
Тізбектей қосу, Ом	10000	25		75		30*103	45.5*103	74.22*103
	20000	20		80		80*103
	30000	53		47		26.6*103
Параллель қосу, Ом	10000	62		38		6.1*103	12.95*103	26.52*103
	20000	85		15		3.52*103
	30000	90		10		3.33*103

 

 

 

Сұрақтарға  жауап:

1. Электр тоғы .Егер өткізгіште электр өрісін туғызатын болсақ, онда зарядтар реттелген қозғалыста болады.Оның оң зарядтары өріске бағыттас та, теріс зарядтар оған қарама –қарсы қозғалады. Сөйтіп, Электр тоғы деп электірлік зарядтардың бағытталған(ретті) қозғалысын айтамыз. Электр тоғы тоқ күші деп аталатын шамамен сипатталады. Тоқ күші- уақыт бірлігі ішінде берілген өткізгіштің көлденен қимасынан өтетін зарядтар шамасы:

Бұл өрнек тоқтың лездік мәнін сипаттайды. Егер тоқтың күші мен бағыты уақыт өтуіне сәйкес өзгермейтін  болса, онда мұндай тоқ тұрақты тоқ деп атайды:

Мұндағы q- өткізгіштің көлденең қимасы арқылы t уақыт ішінде өтетін электр заряды. Тоқ күші ампермен өлшенеді. Электр тоғы өзі өткен бет бойынша біркелкі таралмауы да мүмкін. Электр тоғы сан жағынан тоқ тығыздығы деген шамамен сипатталады. Сонымен тоқ тығыздығы деп өткізгіштің бірлік көлде- нең қимасынан өтетін тоқ күшін айтамыз:

 

 

Тоқ тығыздығы –векторлық шама.Енді тоқ күшін және оның тығыздығын өткіз- гіштегі зарядтардың реттелген қозғалысының жылдамдығы арқылы өрнектейік. Егер өткізгіштегі заряд тасушылар саны n және оның әрқайсысының заряды  е болса, онда бірлік dt уақыт ішінде S көлденең қима арқылы зарядтар шамасы      

Ал өткізгіштегі тоқ  тығыздығы        

Егер тоқ кез келген S тұйық контур арқылы өтсе, онда оны векторлық ағын ретінде қарастырамыз, сонда:

Тоқтың жүру шарты. Дене ішінде электр өрісі болғандықтан тоқ жүреді. 

2. Өткізгіш кедергісі.Тұрақты температурада (Т=const) өткізгіштің ұштарындағы кернеудің тоқ шамасына қатынасы әр уақытта тұрақты болады. . Мұндағы R шамасы өткізгіштің кедергісі деп аталады. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады. Кедергінің бірлігі үшін кернеу 1В өткізгіштегі тоқ 1А болатын өткізгіштің кедергісі алынады. Оны Ом деп атайды 1Ом = 1В/1А.

3. Металдағы электр өткізгіштіктің классикалық электрондық теориясы.Өткізгіштің кедергісіне кері шама өткізгіштік деп аталады.

Металдар мен электролиттер  үшін Ом заңы кең түрде орындалады. Ом табиғаттары мен мөлшерлері әр түрлі көптеген өткізгіштерді зерттей  отырып, біртекті цилиндр тәрізді  басқа өткізгіштердің кедергісі  оның ұзындығына тура пропорционал да ,ал көлденен қимасына кері пропорционал болатындығын көрсетеді.

- электр кедергісі. -өткізгіш ұзындығы, S-өткізгіштің келденен қимасы.

Осыдан металдағы электр өткізгіштіктің классикалық электрондық теориясы былай болады.

4. Классикалық электрондық теория бойынша Ом заңын дифференциалды түрін қорытып шығар.

Тоқ жүріп тұрған цилиндр  тәрізді өткізгіштің екі көлденең қимасының ара қашықтығы  d болсын. Сонда өткізгіш бөлігінің ұштарындағы потенциалдар айырымы . Тізбек бөлігі үшін Ом заңы :

- өткізгіштің меншікті келергісі -өткізгіш ұзындығы, S-өткізгіштің келденен қимасы.

Электр өрісінің кернеулігі  болса , онда потенциалдар айырымы

Олай болса , Ом заңы:

Тоқтың тығыздығы  екенін ескерсек және меншікті электр өтімділігі десек, онда соңғы өрнек мына түрде болады:

                                                                    

Осы формула тоқ тығыздығы үшін Ом заңының  дифференциалдық түрі болып есептеледі.

 

 

5. Ом заңының интегралдық түрі.            6. Ом заңының қолдану шегі.