metoda porownawcza.doc

1.Cel ćwiczenia

Metoda porównawcza polega na porównaniu wielkości mierzonej z wielkością wzorcową. Wyróżnia się dwie metody: prądową i napięciową. Wybór układu pomiarowego zależy od wartości rezystancji badanej.

2. Pomiary rezystancji

a) metodą porównawczą napięciową:

W układzie pomiarowym wykorzystującym tę metodę, rezystor o nieznanej wartości rezystancji Rx jest połączony szeregowo z rezystorem wzorcowym Rw. Rezystor R służy do nastawienia prądu I płynącego w obwodzie. Do kontroli tego prądu służy amperomierz A. Woltomierzem napięcia stałego V (cyfrowym lub elektronicznym analogowym) mierzy się kolejno napięcie Ux na rezystorze badanym. Podczas pomiarów prąd I nie może się zmieniać.

Wartość rezystancji mierzonej Rx wyznacza się z prawa Ohma.

a stąd

Układ pomiarowy do wyznaczania rezystancji odą porównawczą napięciową.

b) metodą porównawczą prądową:

Metoda porównawcza prądowa polega na porównywaniu prądu Ix, płynącego przez rezystor badany Rx, z prądem Iw, płynącym przez rezystor wzorcowy Rw (przy stałej wartości napięcia zasilającego). Prąd Ix mierzy się miliamperomierzem magnetoelektrycznym mA. Pomiary należy wykonać trzykrotnie przy trzech różnych wartościach rezystancji Rw.

Wartość rezystancji mierzonej Rx wyznacza się porównując spadki napięcia przy dwóch różnych położeniach przełącznika p.

U = Iw ( Rw + RmA ) –przełącznika p w położeniu 1

U = Iw ( Rw + RmA ) –przełącznika p w położeniu 2

        RmA – rezystancja wewnętrzna miliamperomierza.

Jeżeli rezystancja wewnętrzna miliamperomierza RmA jest mała, a napięcie zasilające U ma wartość stałą, to można przyjąć, że

  RwIw = RxIx

a stąd

Opisana metoda nadaje się do pomiarów  rezystancji w zakresie 103...106W

  Układ pomiarowy do wyznaczania rezystancji metodą porównawczą prądową.

 3. Wyniki pomiarów.

a)      metoda prądowa

b)     metoda napięciowa

4. Wnioski.

W metodzie prądowej zostały wykonane trzy próby. Rezystancja mierzona Rx jest tyle razy większa lub mniejsza od rezystancji wzorcowej Rw, ile razy prąd płynący przez rezystancję mierzony Ix jest większy lub mniejszy od prądu płynącego przez rezystancję wzorcową Iw. Zmniejszając rezystancje wzorcową zmieniały  się wskazania amperomierza przy włączeniu w szereg z Rx, zmieniały się również wskazania amperomierza przy włączeniu w szereg z Rw. Przy drugiej próbie zwiększyło się natężenie prądu do 30 mA natomiast ostatnia próba pozwoliła na zrównanie Ix = Iw oraz Rx = Rw. Układ ten stosuje się do pomiaru dużych rezystancji rzędu kiloomów i megaomów.

W metodzie napięciowej również zostały wykonane trzy próby. Rezystancja mierzona  jest tyle razy większa lub mniejsza od rezystancji wzorcowej, ile razy napięcie Ux jest większe lub mniejsze od Uw. Przy tej próbie dokładnie można zauważyć zmianę napięcia powodowaną zmianą rezystancji wzorcowej. Przy zmianie rezystancji wzorcowej to jest dokładnie przy jej wzroście zmieniało się napięcie na rezystancji badanej Rx oraz napięcie na rezystancji wzorcowej Rw. Jedno napięcie wzrastało a drugie malało aż do wyrównania, wtedy też próba została zakończona. Próba jest pomyślnie zakończona wtedy gdy Ux=Uw . Metodę napięciową stosuje się do pomiaru małych rezystancji.