Как найти неизвестное сопротивление резистора

Цели
и задачи работы: изучить
методы определения сопротивлений –
измерением напряжения и силы тока, с
помощью мостовой схемы.

Содержание
работы:

Сила
электрического тока І,
текущего через проводник, определяется
законом Ома:

(2.1)

где
U- разность потенциалов (напряжение) на
концах проводника, R- сопративление
проводника.

Сопротивление,
оказываемого току металлическим
проводником, обусловлено взаимодействием
свободных электронов – носителей тока,
с положительными ионами кристаллической
решетки при упорядоченном движении
электронов под действием электрического
поля. За единицу сопротивления принято
сопротивление такого проводника, в
котором при разности потенциалов в 1В
устанавливается ток силой в 1А. эта
единица называется Омом (Ом):1Ом = 1В/1
А.

Величину
сопротивления проводников можно
определить согласно выражению (2.1.),
непосредственно измеряя напряжение и
силу тока в проводнике. На практике для
измерения сопротивлений применяют
также устройства, основанные на свойстве
моста Уитстона, схема которого приведена
на рис. 2.1.

Рис.2.1.

Основное
свойство этой схемы состоит в том, что
при определенном соотношении между
сопротивлениями Р₁,
Р₂,
Р₃,
Р₄
ток через гальванометр
отсутствует. Выясним это соотношение.
Для этого напишем уравнения, связывающие
величины сопротивлений и токов для
участков цепи АСД и ВСД, используя второе
правила Кирхгофа. Оно гласит, что
алгебраическая сумма произведений
токов сопротивления на замкнутом участке
цепи равна алгебраической сумме э.д.с.,
действующих на этом участке, т.е.

(2.2)

тогда
для участка АСД при

(2.3)

а
для ВСДВ

(2.4)

Из
уравнений (2.3) и (2.4), учитывая, что при
токи І₁
= І₂
, І₃
= І₄,
получим условие равновесия моста
Уитстона

;

(2.5)

Схема
моста Уитстона применяемая в упражнении
2 данной работы, приведена на рис. 2.2.
Здесь в схему вместо R₁
подключается
эталонной резистор R₀
, с известным сопротивлением, вместо R₂
— резистор R_x
, сопротивление которого предстоит
определить. Сопротивления R₃
и R₄
заменеи реохордом АВ – однородной
проволожой с большим сопротивлением,
укрепленной на линейке. Меняя положение
движка Д реохорда можно изменять
соотношение сопротивлений плеч реохорда
АД и ВД. Их сопротивления пропорциальны
длинам плеч
и= BD. Тогда, используя условия равновесия
(2.5) для данной установки, можно написать

,

(2.6)

Оборудование,
технические и инструментальные средства:
амперметр
с шунтом; вольтметр; нуль-галванометр;
реостат; реохорд; эталонное и неизвестные
сопротивления.

Порядок выполнения
работы:

Упражнение
1. Определение неизвестного сопротивления
измерением напряжения и силы тока.

Рис.
2.3.

1.
Собрать следующую электрическую схему
(рис. 2.3):

Включив
в цепь резистор
с неизвестным сопротивлением.

2.
Определить цену деления амперметра и
вольтметра.

3.
Включить источкин тока ε в сеть, замкнуть
ключ К.

4.
Поэтапно меняя напряжение подаваемое
на
с помощью реостата Р, записать в таблицу
2.1 6-8 значений напряжений U и соответствующих
сил токов І.

Таблица
2.1

№	U,В	I,А	R,Ом

5.
Построив график зависимости
,
убедиться, что зависимость носит ленейный
характер. По наклону полученной прямой
определить значение сопротивления:

(2.7)

Упражнение
2. Определение сопротивлений с помощью
мостовой схемы

1.
Собрать электрическую схему моста
(рис.2.2), включив вместо Rх резистор
.

2.
Включить источник тока в сеть.

3.
Замкнуть ключ К. Медленно передвигая
движок Д реорхорда, найти такое его
положение, при котором ток гальванометра
равен нулю. Отсчитать длины плеч
и.

Записать значения известного сопротивления
R₀,
плеч
жәнев таблицу 2.2.

Таблица
2.2.

Вычислить
значение сопротивления по формуле
(2.6), занести в таблицу 2.2 Разомкнуть ключ
К.

4.
Включить в схему резистор
.
Проделать п. 3 для этого резистора.

5.
В схему включить параллельно соединенные
и.
Повторить п.3.

6.
Включить в схему резисторы
и,
соеденив их последовательно. Также
повторить п.3.

7.
По измеренным значениям
ивычислить

;

(2.8)

и
сравнить с определенными в пп. 5-6
значениями
и.

8.
Для одного-двух неизвестных сопротивлений
определить погрешность измерений по
формуле:

(2.9)

Значение
принять равным0,005

Контрольные
вопросы:

1. Объснить,
   чем обусловлено сопротивление току в
   металлах (теория электропроводности
   металлов).

2. Как
   зависит сопротивление проводника от
   его размеров, температуры?

3. Какое
   свойство моста Уитстона можно использовать
   для измерения сопротивлений?

4. Сформулируйте
   правила Кирхгофа.

5. Вывести
   формулу для определения сопротивления
   параллельно и последовательно соединеных
   проводников.

Литература:

1. Савельев
   И.В. Курс общей физики. Электричество
   и магнетизм. Волны. Оптика. — М.: Наука,
   1989.

2. Абдикасова
   А.А., Ниязова Ш.В., Утеулина К.А. и др.
   Электричество и магнетизм. Методическое
   указание к лабораторным работам. –
   Уральск: ТОО «Наука», 1996.

3. Матвеев
   А.Н. Электричество и магнетизм. Физический
   практикум. – М.: Высшая школа, 1983.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

В чем измеряется сопротивление резистора

Чтобы ответить на вопрос в чем измеряется сопротивление резистора, нужно обратиться к стандартизации и наукам об измерениях. Международная и общепринятая схема цветовых кодов резисторов была разработана много лет назад как простой и быстрый способ определения омического значения резистора независимо от его размера или состояния. Он состоит из набора отдельных цветных колец или полос в спектральном порядке, представляющих каждую цифру значения резисторов. Сила сопротивления определеяет качество резистора.

Цветовая маркировка резистора всегда считывается по одной полосе за раз, начиная слева направо, с большей полосой допуска ширины, ориентированной на правую сторону, что указывает на ее допуск. Путем сопоставления цвета первой полосы с соответствующим номером в столбце цифр цветовой диаграммы под первой цифрой идентифицируется, и это представляет первую цифру значения сопротивления.

Опять же, сопоставляя цвет второй полосы с соответствующим номером в столбце цифр цветовой диаграммы, мы получаем вторую цифру значения сопротивления и так далее. Затем цветовой код резистора читается слева направо, как показано ниже:

Это система маркировки. Резисторы бывают разных размеров и значений сопротивления, а чтобы вычислить нужный, и существуют формулы расчета. Резисторы изготавливаются по определенной стандартной сетке, которая подходит для большинства целей. Чтобы не быть голословными, нужно приложить цветовую таблицу.

Вместо последовательных значений сопротивления от 1 Ом (базовая единица измерений) и выше, определенные значения резисторов существуют в определенных пределах допуска. Допуск резистора представляет собой максимальную разницу между его фактическим значением и требуемым значением и обычно выражается как зависимость положительного или отрицательного значения в процентах. Например, резистор с допуском 1 кОм ± 20% может иметь максимальное и минимальное значение сопротивления:

Максимальное значение сопротивления

• 1 кОм или 1000 Ом + 20% = 1200 Ом

Минимальное значение сопротивления

• 1 кОм или 1000 Ом — 20% = 800 Ом

От чего зависит сопротивление резистора

Температура и последовательность включения — два главных фактора, которые определяют сопротивление в цепи. Но помимо этих показателей есть и допуски. Как же измерять? В большинстве электрических или электронных цепей большой 20% -ный допуск на один и тот же резистор, как правило, не является проблемой, но если для высокоточных цепей, таких как фильтры, генераторы или усилители и т. д., требуются резисторы с малым допуском, то необходимо использовать резистор с правильным допуском. Так как резистор с допуском 20% обычно не может использоваться для замены типа допуска 2% или даже 1%.

Цветовой код пяти- и шестиполосного резистора чаще всего ассоциируется с высокопрецизионными типами пленок 1% и 2%, в то время как универсальные садовые разновидности 5% и 10% общего назначения обычно используют четырехполосный цветовой код резистора. Резисторы имеют различные допуски, но наиболее распространенными являются E12 и E24 .

Е12 серия поставляется в двенадцати значений сопротивления за десятилетие (А десятилетие , представляющее кратные 10, то есть 10, 100, 1000 и т.д.), в то время как Е24 серия приходит в двадцать четыре значений за десятилетие и E96 серии девяносто шесть значений за десятилетие. Серия E192 с очень высокой точностью теперь доступна с допусками до ± 0,1%, что дает массивные 192 значения отдельных резисторов за десятилетие.

Как зависит от температуры

Чем выше температура, тем выше сопротивление. Это связано с быстрой скоростью движения атомов внутри твердого тела. Обратное явление — сверхпроводимость при низких температурах. Опять же, не забываем про погрешность.

От других параметров

Если резистор подключен в сложную цепь с множеством преобразующих, защитных, трансформирующих, компрессирующих устройств, то он будет иметь другое, отличное от стандартного, сопротивление, так как часть напряжения все равно будет проходить через него в нескомпрессированном виде, что не позволит ему отработать как следует. Чтобы более точно узнать удельный ток и сопротивление, показатель, полученный в расчетах, нужно уменьшить или увеличить на заданную величину.

Как найти сопротивление резистора в цепи

Система цветового кода резистора хороша, но нам нужно понять, как ее применять, чтобы получить правильное значение резистора. «Левая» или наиболее значимая цветная полоса — это полоса, ближайшая к соединительному выводу, полосы с цветовой кодировкой читаются слева направо следующим образом:

Цифра, цифра, множитель = цвет, цвет х 10 ^цветов в омах (Ω)

Например, резистор имеет следующие схемы маркировки;

Желтый Фиолетовый Красный = 4 7 2 = 4 7 x 10 ² = 4700 Ом или 4 кОм Ом.

Типичные допуски на резисторы для пленочных резисторов варьируются от 1% до 10%, в то время как для углеродных резисторов допуски составляют до 20%. Резисторы с допусками ниже 2% называются прецизионными, а резисторы с более низким допуском более дорогими. Само напряжение играет малую роль.

Большинство пятиполосных резисторов являются прецизионными резисторами с допусками 1% или 2%, в то время как большинство четырехполосных резисторов имеют допуски 5%, 10% и 20%. Цветовой код, используемый для обозначения номинального допуска резистора, имеет вид:

Коричневый = 1%, красный = 2%, золото = 5%, серебро = 10%

При параллельном соединении

Как находить сопротивление при параллельном соединении? По формуле: 1 / Rобщ = (1 / R1) + (1 / R2) + … + (1 / Rn).

При последовательном соединении

Общее сопротивление цепи при последовательном соединении в электрической цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи): R = R 1 + R 2.

Могут ли быть погрешности и какие

Если резистор не имеет четвертой полосы допусков, тогда допуск по умолчанию будет обозначаться 20% . Остальной ток будет рассеиваться.

Иногда проще запомнить цветовой код резистора, используя короткие, легко запоминающиеся предложения в форме выражений, рифм и фраз, называемых акростихами , в которых есть отдельное слово в предложении для представления каждого из десяти + двух цветов.

Полученная мнемоника сопоставляет первую букву каждого слова каждому цвету, который составляет цветовой код резисторов в порядке возрастания величины, и есть много разных мнемонических фраз, которые можно использовать. Однако эти высказывания часто бывают очень грубыми, но тем не менее эффективными для запоминания цветов резисторов, но все же помогают определить сопротивление.

Таблица погрешнойстей для более точного определения сопротивления

Кроме того, при чтении этих письменных кодов соблюдайте осторожность, чтобы не перепутать букву сопротивления k для килограммов с буквой допуска K для допуска 10% или буквой сопротивления M для мегаом с буквой допуска M для допуска 20%.

Как использовать на практике

Существует множество различных типов резисторов, которые можно использовать как в электрических, так и в электронных цепях для управления током или для падения напряжения различными способами. Но для того, чтобы сделать это, реальный резистор должен иметь некоторую форму «резистивного» или «резистивного» значения. Резисторы доступны в диапазоне различных значений сопротивления от долей Ом ( Ом ) до миллионов Ом.

Очевидно, что было бы нецелесообразно иметь в наличии резисторов каждого возможного значения , например, 1 Ом , 2 Ом , 3Ω , 4Ω и т.д., потому что буквально десятки сотен тысяч, если не десятки миллионов различных резисторов должны существовать , чтобы покрыть все возможные значения. Вместо этого резисторы изготавливаются в так называемых «предпочтительных значениях», а их значения сопротивления печатаются на корпусе цветными чернилами.

Значение сопротивления, допуск и номинальная мощность обычно печатаются на корпусе резистора в виде цифр или букв, когда корпус резистора достаточно большой, чтобы считывать отпечаток, например, большие силовые резисторы. Но когда резистор маленький, такой как углеродный или пленочный тип на 1/4 Вт, эти характеристики должны быть показаны другим способом, так как отпечаток будет слишком маленьким для чтения. Подача большого напряжения нагреет краску и расплавит надписи.

Таким образом, чтобы преодолеть это, маленькие резисторы используют цветные окрашенные полосы, чтобы указать как их значение сопротивления, так и их допуск с физическим размером резистора, указывающим его номинальную мощность. Эти цветные окрашенные полосы производят систему идентификации, обычно известную как цветовой код резисторов.

Была ли эта статья полезной?

ну замерить ток при подачи нагрузки на известное сопротивление. узнать по закону ома напряжение на батарейке. затем нагрузить батарейку неизвестным сопротивлением, замерить ток. по закону ома все вычислить. крайне все неточно будет если известное и неизвестное отличаются на порядки, так как напряжение на батарейке может значительно проседать

7 годов назад


от
Альфия Сулейманова