Měření středních odporů Wheatstoneovým můstkem – slovensky
- Úloha:
Odmerajte hodnotu elektrického odporu predložených vzoriek pomocou laboratórneho Wheatstoneovho
- Súpis použitých prístrojov:
G – galvanometer A272
M – Wheatstoneov mostík MTW
- Princíp merania a platné vzťahy
Meranie Wheatstoneovým mostíkom patrí medzi najpresnejšie a najrozšírenejšie metódy merania. Pri meraní sa jedná o špeciálny (vyvážený ), nie obecný stav mostíka, môžeme použiť z neho vyplývajúce zjednodušujúce podmienky, ktoré podstatne uľahčujú riešenie. Pre vyvážený stav Wheatstoneovho mostíka platí základná podmienka: IG = 0, resp. UAB = 0 a z I. Kirchhoffovho zákona pre uzly A a B: I1 = I2, I3 = I4. Porovnaním podmienečných rovníc podľa II. Kirchhoffovho zákona RX.IX=R3.I3,R2.I2 =R4.I4. dostaneme: .
Meranie je tým presnejšie, čím sú presnejšie vyrobené jednotlivé súčasti obvodu a dosahuje presnosti stotín percenta. Citlivosť merania závisí od veľkosti napätia zdroja a citlivosti galvanometra. Citlivosť a požadovaná presnosť spolu súvisia, takže čím je požiadavka na presnosť väčšia, tým väčšia musí byť aj citlivosť mostíka a galvanometra. Najdôležitejšie je, čo najpresnejšie vyvážiť mostík, pri najvyššej citlivosti mostíka. Pri vyvažovaní je potrebné vylúčiť vplyv termoelektrických napätí v obvode mostíka aj indikátora. Veľkosť termoelektrických napätí je premenná s časom a závisí taktiež na jednotlivých polohách dekád.
- Postup pri meraní
Po zapojení galvanometra (G), stabilizovaného zdroja (B) a neznámeho odporu (RX) na príslušné svorky laboratórneho Wheatstoneovho mostíka (M) máme elektrický obvod zapojený podľa schémy zapojenia.
Prepínač (P) dáme najprv do polohy 2 (hrubo). Galvanometer je zapojený v mostíku cez odpor (R) a ak sa nevychýli o viac ako jeden dielik, prepneme do polohy 3 (jemne)
Pri vyvážení mostíka postupujeme systematicky, aby sme stav vyváženia dosihli s čo možno najmenším počtom zmien jednotlivých odporov, teda za najkratší čas.
Výsledná hodnota odporu R2 musí byť aspoň s presnosťou na štyri platné miesta, v opačnom prípade je nutné zmeniť kolíkové odpory v radách R3, R4 (označených a – b), aby sme využili presnosť laboratórneho mostíka v plnej miere.
- Tabuľka:
Meraný objekt | a – R3 | b – R4 | R2 [Ω] | Rx [Ω] |
R1 = 27K | 1000 | 100 | 2722 | 27220 |
R2 = 1k8 | 100 | 100 | 1818 | 1818 |
R3 = 27 | 1 | 1 | 27,9 | 27,9 |