دانلود تحقیق اندازه گیری مقاومت به روش پل و تستون و پل تار

منظور آزمایش :

شناسایی پل و تستون و پل تار و اندازه گیری مقاومت به وسیله آنها

وسایل مورد نیاز :

یک منبع تغذیه جریان مستقیم – یک عدد آوومتر – یک جعبه مقاومت یا (مقاومتهای مختلف ) کلید قطع و وصل – مقاومت مجهول – مقاومت معلوم – پل تار – سیمهای رابط

مقدمه :

پل وتستون که برای اندازه گیری سریع و دقیق مقاومت مجهول یک جسم و یا یک وسیله الکتریکی متداول است . این مقدار در سال 1843 بوسیله دانشمند انگلیسی (چارلز وتستون) طرح گردید . مقاومتهای R1 و R2 معلوم بوده و مقدار مقاومت R3 را می توان بدلخواه تغییر داد و منظور اندازه گیری مقاومت RX می باشد ( برای انجام آزمایش و بکار بردن پل وتستون باید پس از سوار نمودن مدار آنقدر مقاومت متغیر را تغییر داده تا آمپرمتر A درجه صفر را نشان دهد)

 ( برای به خاطر سپردن این رابطه دقت کنید که حاصلضرب مقاومتهای روبرو مساوی هستند ) بنابراین با داشتن مقادیر مقاومت های R1 و R2 و R3 مقدار مقاومت مجهول RX را می توان معین نمود.

پل تار :

پل وتستون را می توان به صورت ساده تری که پل تار نام دارد سوار نمود . شکل(2) یک پل تار را نشان می دهد که یک رشته سیم یکنواخت است و معمولا یک متر می باشد .

برای اندازه گیری مقاومت مجهول با استفاده از پل تار مداری مطابق شکل (3) می بندیم .

R مقاومت معلوم و RX مقاومت مجهولی است که باید اندازه گیری شود.

برای کار با پل تار لغزنده را که می تواند روی سیم حرکت کند ، بقدری در طول سیم حرکت می دهند تا از آمپرمتر جریانی عبور نکند در این صورت مقاومتهای R و RX و سیم های L1 و L2 مانند چهار شاخه پل و تستون هستند که به حالت تعادل باشند و بنابر رابطه ای که اثبات آن در پل وتستون گذشت

روش آزمایش :

1- مدار شکل (1) را با قرار دادن دو مقاومت ثابت معلوم بجای R1 و R2 ( مقاومت بزرگتر را R2 فرض کنید ) و نصب جعبه مقاومت و یا مقاومتهای مختلف به جای R3 و مقاومت مجهول بجای R2 سوار نموده و سپس کلید S را بسته و مقاومت متغیر را آنقدر تغییر دهید تا جریانی از آمپرمتر عبور نکند.

2- مقدار مقاومت R3 را خوانده و با قرار دادن در رابطه (7) ، مقاومت مجهول را پیدا کنید .

3- این آزمایش را برای دو مقاومت مجهول دیگر تکرار کرده و نتایج را در جدول شماره (1) درج نمائید .

پل تار :

4- مدار شکل (3) را با قرار دادن مقاومت 10 اهمی بجای R و مقاومت مجهولی بجای RX سوار نموده و سپس آنقدر محل لغزنده را در روی سیم هادی تغییر دهید تا آمپرمتر جریانی را نشان ندهد.

5- دو طول L1 و L2 را در روی خط کش اندازه گرفته و با قرار دادن در رابطه (10) مقدار مقاومت مجهول را پیدا نمائید .

6- این آزمایش را برای همان مقاومتهای مجهول که در آزمایش قبل بکار بردید تکرار کرده و نتایج را در جدول شماره (2) بنویسید .

7- برآورد بیراهی ها

با در نظر گرفتن دقت وسائل سنجنده ای که در این آزمایش به کار رفته است بیراهی نسبی را در اندازه گیری یک مقاومت به روش پل وتستون و یک مقاومت به روش پل تار محاسبه نمائید .

به پرسشهای زیر پاسخ دهید :

1- نشان دهید هنگامیکه پل وتستون در حال تعادل باشد و جریانی از آمپرمتر عبور ننماید اگر جای آمپرمتر و منبع تغذیه را با هم عوض کنیم در این حالت نیز جریانی از آمپرمتر عبور نخواهد کرد.

2- در صورتیکه رابطه پل وتستون را ثابت شده قبول کنیم چگونه از این رابطه به رابطه پل تار می رسید و با زبان ساده تر ،‌رابطه پل تار را با کمک رابطه پل وتستون بدست آورید.

3- الف : آیا در شکل (4) جریانی از آمپرمتر عبور می کند ، چرا ؟

ب: اگر بخواهیم از آمپرمتر جریانی عبور نکند چه تغییری در این شکل باید بدهیم ؟

هدف آزمایش :

1) مطالعه قانون اهم در یک مدار ساده الکتریکی

2) بررسی رابطه بین مقاومت و جریان در مدارهایی که شامل تعدادی مقاومت بطور سری و موازی می‌باشد.

تئوری آزمایش ‌: 1) اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل و جریان در یک مدار الکتریکی 2) بستن مقاومت‌ها بطور سری و موازی 3) بستن مقاومت‌ها به صورت مختلط 4) تحقیق قانون اهم

وسایل آزمایش  : یک منبع تغذیه با ولتاژ متغیر- آوومتر  A.V.O 3 مقاومت با مقادیر متفاوت چند رشته سیم رابط.

روش آزمایش : به وسیله دستگاه A.V.O سنجی که در اختیار داریم می‌توان اختلاف پتانسیل الکتریکی بر حسب ولت V و مقدار مقاومت را بر حسب اهم (    ) و بر شدت جریان را برحسب آمپر (A ) نشان می‌دهد.

با عوض کردن سیم‌های وصل شونده به دستگاه می‌توانیم آمپرمتر یا ولتمتر یا اهم متر داشته باشیم که برای اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل بین دو نقطه ولتمتر باید به صورت موازی بین 2 نقطه و برای اندازه‌گیری شدت جریان، آمپرمتر باید به صورت سری در مدار قرار گیرد.

بستن مقاومت‌ها به صورت سری و موازی :

اگر دو سر ابتدا و انتهایی 2 مقاومت را به منبع تغذیه وصل کنیم گوییم مقاومت‌ها به صورت موازی بسته شده است که در این حالت اختلاف پتانسیل 2 در تمام مقاومت‌ها با سیم برابر می‌باشد و شدت جریان کل مدار برابر با مجموع شدت جریان 2 در تک‌تک مقاومت‌ها می‌باشد و اگر مقاومت‌ها را پشت سر هم به هم وصل کنیم و بعد سر ابتدا و انتهایی را به منبع تغذیه وصل کنیمم در این حالت گوییم مقاومت‌ها را به صورت سری بسته‌ایم و در این حالت گوییم مقاومت‌ها را به صورت سری بسته‌ایم و در این حالت شدت جریان تک تک مقاومت‌ها با هم برابر و مجموع اختلاف پتانسیل 2 در مقاومت‌های به هم وصل شده برابر اختلاف پتانسیل کل صادر می باشد. بستن مقاومت‌ها به صورت مختلط ( سری و موازی ) برای نمونه 2 مقاومت را به صورت موازی بسته و مقاومت سوم را به صورت سری به مقاومت سوم می‌بندیم، بور به وسیله‌ی آوومتر اختلاف پتانسیل مقاومتهای موازی را اندازه و بعد اختلاف پتانسیل دو سر مقاومت سری را اندازه گرفته و بعد اختلاف پتانسیل کل مدار را اندازه گرفته و می‌‌بینیم که اختلاف پتانسیل مقاومت سری به اضافه مقاومت موازی برابر اختلاف پتانسیل کل مدار می‌شود.

و بعد به وسیله‌ی آوومتر شدت جریان مقاومت اول را که موازی اندازه گیری مقاومت مجهول به روش پل وتستون و پل تار

اول:(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)