Измерение сопротивлений резисторов

Практическая измерительная схема представлена на рис. 2. Эта схема полностью сохраняет принципиальное устройство схемы, изображенной на рис. 1, но она усложнена некоторыми деталями. Прежде всего, в эту схему введен коммутатор , допускающий обмен местами сопротивлений, включенных в плечи моста, без переключения для этого соединительных проводов схемы.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки.

Целесообразность коммутирования сопротивлений при измерениях связана с тем, что проводник реохорда никогда не бывает вполне однородным по всей длине, а поэтому и отношение сопротивлений и не является точно равным отношению длин отрезков и . При окончательном расчете неизвестного сопротивления используется среднее арифметическое каждой из величин и , найденных при двух положениях коммутатора.

Второе отличие практической мостовой схемы от принципиальной заключается в том, что последовательно с гальванометром включено добавочное переменное сопротивление. Это переменное сопротивление сделано для того, чтобы начинать уравновешивание моста при малом токе через гальванометр с тем, чтобы предохранить его подвижную систему от сильных толчков. По мере улучшения равновесия моста переменное сопротивление можно уменьшать до нуля.

ИЗМЕРЕНИЯ. После сборки схемы устанавливают защитное сопротивление гальванометра на небольшое значение и включают в магазине сопротивление в несколько десятков , движок мостика ставят на середину шкалы и замыкают на короткое время цепь источника тока. При этом стрелка отклоняется от нулевого положения. Держать длительное время под током уравновешенную схему нельзя, так как нагревание всех частей схемы вызывает изменение их сопротивлений. Постепенно изменяя величину сопротивления в магазине, добиваются предельного уменьшения отклонений гальванометра при неподвижном движке. Когда изменение сопротивлений в магазине на перестаёт уменьшать отклонения гальванометра, добиваются уменьшения этих отклонений перемещением движка.

Если найдено положение движка, при котором гальванометр перестает давать отклонения при замыкании ключа, то начинают постепенно уменьшать защитное сопротивление гальванометра. При этом передвигают движок реохорда всякий раз так, чтобы отклонения гальванометра становились незаметными при замыкании ключа .

Измерения заканчиваются при минимальном сопротивлении диагонали .

После окончания первого измерения переключают ключ так, чтобы сопротивления и обменялись местами в плечах моста, и снова производят измерения в вышеуказанном порядке.

После этого изменяют сопротивление в магазине примерно на и проделывают весь цикл измерений сначала.

Среднее значение, найденное в результате всех измерений, и является окончательным результатом работы с одним сопротивлением. Отчет о работе включает отсчеты на реохорде, величины сопротивлений в магазине, результаты расчета из отдельных измерений, среднее значение и величину погрешностей измерений.

При выполнении задачи необходимо провести измерения двух неизвестных сопротивлений порознь, измерения сопротивления тех же двух сопротивлений, включенных последовательно, и, наконец, сопротивления тех же двух сопротивлений, включениях параллельно. Последние два результата измерений надо сопоставить с величинами сопротивлений, рассчитанными по формулам для последовательного и параллельного соединения сопротивлений, пользуясь значениями сопротивлений, найденных при их раздельном измерении.

На простом мосте Уитстона можно вести измерения с точностью до десятых долей . Недостатком схемы является то, что неконтролируемое сопротивление соединительных проводов прибавляется к величине измеряемого сопротивления и к величине сопротивления магазина. Этот недостаток существенно исправляется в схеме так называемого двойного моста, а принципиально он исключается при компенсационном методе измерения сопротивлений.

Вопрос о чувствительности мостовой схемы при разных режимах работы достаточно сложен, и обсуждение его выходит за рамки первоначального знакомства с работой схем.