روش های تعیین مقاومت مجهول:
استفاده از اهم متر
روش جانشانی
روش پتانسیومتر(با استفاده از قانون اهم)
روش پل وتستون
روش پل تار
روش اول:استفاده از اهم متر
مقامتی را که مقدار اهم آن به ظاهر معلوم می باشد مشخص نموده و به اهم متر متصل نمایید و مقدار خوانده شده را با مقدار نوشته شده بر مقاومت مقایسه کنید.
الف)عدد خوانده شده با اهم متر چقدر است؟
ب)مقدار خوانده شده از روی مفاومت چقدر است؟
دلیل اختلاف این دو مقدار را توضیح دهید.
د)آیا ممکن است اهم متر خطا داشته باشد.چرا؟
روش دوم:روش جانشانی
الف)مدار روبرو را ببندید.(ولتاژ منبع را حدود 3 ولت قرار دهید)
ب)جریان عبوری از این مدار را با دقت اندازه گیری نمایید و عدد را یادداشت کنید.
ج)حال مقاومت مجهول را برداشته و به جای یک جعبه مقاومت با دقت 0.1 اهم قرار دهید.(شکل زیر)
د)بدون آنکه آمپرمتر و منبع تغذیه را تغییر دهید با تغییر اهم جعبه مقاومت، سعی کنید همان جریان خوانده شده در قسمت(ب) را ایجاد نمایید.
ه)چه اتفاقی افتاده است؟آیا می توانید مقدار مقاومت Rx را مشخص کنید؟ آنرا بنویسید.
و)آیا این آزمایش خطایی دارد؟خطاهای احتمالی را حدس بزنید.
روش سوم:روش پتانسیومتر(با استفاده از قانون اهم)
الف)قانون اهم را به خاطر بیاورید.
ب)مدار شکل روبرو را تشکیل دهید.
تذکر:فراموش نکنید که هدف ما پیدا کردن مقدار Rx می باشد و فرض می کنیم مقدار اهم آن را نمی دانیم
ج)ولتاژ منبع را روی عدد دلخواهی (ترجیحا کمتر از 5 ولت) قرار دهید و تا آخر آزمایش به آن دست نزنید.
د)با تغییر دادن سر لغزنده رئوستا، جریان و ولتاژ های مختلفی را مشاهده می کنید.این مقادیر را در جدول زیر یادداشت نمایید.
I | V | Rx=V/I |
ه)با استفاده از قانون اهم برای هر جفت جریان و ولتاژ بدست آمده، مقدار مقاومت مجهول(Rx) را بدست آورید و در ستون آخر محاسبه کنید.
و)با استفاده از روش میانگین گیری و روش ترسیم نمودار مقدار مقاومت مجهول میانگین را بدست آورید.
ح)خطا های احتمالی در این آزمایش را بیان کنید.
ط)مزایا و معایب 3 روش قبل را با هم مقایسه نمایید.
ی) چه قطعه هایی را اهمی گویند؟
روش چهارم:مدار پل وتسون
هدف از این آزمایش پیدا کردن مقدار Rx (مقاوت مجهول) به روشی دیگر است.
الف)مدار روبرو را ببندید.(ولتاژ منبع تغذیه را کمتر از 5 ولت اعمال کنید)
ب)در صورتی که عقربه آمپرمتر عددی را نشان دهد سعی نمایید با تغییردادن در جعبه مقاومت( R3) آمپرمتر را صفر کنید.آن عددی از جعبه مقاومت که می تواند عقربه آمپرمتر را روی صفر بیاورد یادداشت کنید.
ج)مقدارR1 و R2 را که مقاومت های ثابت و معلومی هستند نیز یادداشت نمایید.سپس مقدارRx را از رابطه زیر حساب کنید. Rx* R2=R1* R3 (این رابطه را پل وتسون گویند)
د)مقدار Rx بدست آمده از رابطه را، با عدد نوشته شده بر روی مقامت مجهول مقایسه و درصد خطای آنرا بدست آورید.
سوالات تشریحی:
1-لازم به یادآوری است که شرط برقراری رابطه پل وتسون آن است که از آمپرمتر جریانی عبور نکند.با این شرایط رابطه فوق را اثبات کنید.(راهنمایی:در لحظه ای که آمپرمتر صفر می شود.یعنی vA=VB)
2-در صورتی که حداکثر مقدار جعبه مقاومت از مقدار مورد نظر ما_که باید آمپرمتر را صفر کند_کوچکتر باشد چه راهکاری را پیشنهاد می کنید.
3-در صورتی که بخواهیم آزمایش را با دقت نسبتا خوبی انجام دهیم نکاتی که به نظر می رسد، شرح دهید.
روش پنجم پل تار:
یک روش دیگر برای پیداکردن مقاومت مجهول Rx روش پل تار می باشد که از نظر تحلیل مداری، همان پل وتسون می باشد.
الف)مدار زير را ببندید. ولتاژ منبع تغذیه را کمتر از 2 ولت اعمال کنید. همچنین R3 معلوم و Rx مجهول است. به نقاط D و C هم یک سیم فلزی با طول مشخص متصل شده و سر دوم آمپرمتر هم بر روی سیم DC بطور لحظه ای اتصال داده می شود.
ب)زمانی که لغزنده آمپرمتر را به سیم DC اتصال می دهید، عقربه آمپرمتر حرکت می کند، فقط یک نقطه از سیم DC است که اگر اتصال آمپرمتر در آن نقطه قرار گیرد، آمپرمتر را صفر می کند.بوسیله خط کشی که زیر سیم قرار گرفته طول سیم مقاومت های R1 و R2 را مشخص نمایید و آنها را L1 و L2 بنامید.
ج)حال با استفاده از رابطه ی پل تار که به راحتی از رابطه پل وتسون نتیجه می شود مقدار RX را بدست آورید.RX=(L2/L1)*R3
مثال:اگرL1=47cm و L2=53cm و WR3=100 باشد آنگاه Rx معلوم شده است.
+ نوشته شده در شنبه سی ام خرداد ۱۳۸۸ ساعت توسط ز-راستی |