تعیین مقاومت مجهول به روش های پل وتسون ،پل تار و ولت آمپر

هدف آزمایش:

اندازه گیری مقاومت مجهول به روش های ولت متر، پل وتسون و پل تار

وسایل آزمایش:

مقاومت متغیر ، گالوا نومتر ، مقاومت های معلوم ، مقاومت های مجهول، پل تار، ولت متر، آمپرمتر ، منبع تغذیه، کلید و سیم های رابط.

مقدمه:

پل وتسون طرحی است که نخستین بار توسط چالز وتسون برای تعیین مقاومت های مجهول پیشنهاد شده است. طبق این طرح دو مقاومت معلوم و ثابت R1 و R2 و یک مقاومت متغیر R3 و یک مقاومت مجهول Rx مطابق شکل زیر به هم اتصال داده می شود.

[vip-members]

به این ترتیب این چهار مقاومت دو به دو به طور سری به یکدیگر بسته شده.بین دو نقطه A و B کالوانومتری قرار دارد که شدت جریان را در این شاخه از مدار نشان می دهد.

مدار پل وتسون

در عمل مقاومت R3 را آن قدر تغییر می دهیم تا عقربه گالوانومتری روی صفر قرار بگیرد. در این صورت بین دو نقطه A و  B اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود ندارد و این دو نقطه هم پتانسیل می شوند. در این صورت شدت جریان در مقاومت های R2 و R1 و نیز در مقاومت های Rx و R3   یکسان می باشد.

                                                 R3I3=R2I2                               و                                       R1I1=IxRx

از تقسیم این دو رابطه به هم نتیجه می شود:

R3R1=RxR2

چون مقاومت R3 و R1 و R2 معلومند، می توانیم با استفاده از این رابطه مقدار Rx را حساب کنیم.

پل تار:

پل تار تشکیل شده از یک رشته سیم AB که به مقاومت های R و Rx مطابق شکل مربوط است. نقاط A و B به وسیله ی کلیدی به دو قطب مولد شده است. یک طرف گالوانومتر به محل اتصال دو مقاومت وصل شده و طرف دیگر آن می تواند روی سیم AB بلغزد و آن را به دو بخش I1 و I2 تقسیم کند. در حقیقت پل تار همان پل وتسون است که در آن دو قطعه سیم I1 و Iبه جای دو مقاومت یک انشعاب به کار رفته است و می توانیم به جای نسبت مقاومت های آنها نسبت طول های آنها را قرار دهیم.

پل تار

چون این دو قطعه سیم دارای یک قطر هستند و از یک جنس نیز می باشند ، لذا وقتی که عقربه گالوانومتر روی صفر قرار می گیرد می توانیم رابطه زیر را بنویسیم:

Rx=( l2/l1) R

طول های l1 و l2 را بوسیله خط کشی که در زیر سیم قرار دارد اندازه گیری نموده با استفاده از رابطه ی فوق و با معلوم بودن R مقدار Rبه دست می آید.

آزمایش 1 – اندازه گیری مقاومت مجهول به روش ولت آمپر:

در مداری مقاومت های مجهول را قرار داده با قرائت مقدار اختلاف پتانسیل بین دو سر مقاومت و شدت جریانی که از آن می گذرد به کمک ولت متر و آمپرمتر جدول زیر را تکمیل و مقدار مقاومت های Rx را حساب  می کنیم.

ردیف

نوع مقاومت

اختلاف پتانسیل

شدت جریان

Rx

1

       

2

       

3

       

 آزمایش 2 – اندازه گیری مقاومت مجهول به روش پل وتسون:

مدار پل وتسون را مطابق شکلی که در قسمت های  قبل گفته شد تشکیل می دهیم. کلید را قطع و وصل نموده با تغییر مقاومت R3 شدت جریان را در گالوانومتر به صفر می رسانیم و با تعیین اندازه مقاومت R3 در این وضعیت به کمک رابطه R3R1=RxR2 اندازه مقاومت مجهول را به دست می آوریم.آزمایش را با دو مقاومت مجهول تکرار نموده جدول زیر را کامل می نماییم.

Untitled

 

آزمایش 3 – اندازه گیری مقاومت مجهول به روش پل تار:

مدار پل تار را تشکیل می دهیم . با تغییر قسمت لغزنده روی سیم جریان گالوانومتر را صفر می کنیم. در این وضعیت از روی خط کشی که در روی پل قرار دارد طول های L1 و L2 را تعیین می کنیم.

با استفاده از رابطه Rx=(l2/l1)R اندازه مقاومت را به دست آورده .این آزمایش را برای مقاومت مجهول تکرار می نماییم.

جعبه پل:

در صنعت برای تسریع در اندازه گیری مقاومت جعبه هایی به نام جعبه پل با مداری شبیه مدار پل وتسون ساخته اند.در جعبه پل محل های مشخصی برای بستن مقاومت مجهول ،گالوانومتر و باطری در نظر گفته شده است. جعبه پل دارای یک کلید چرخان جهت مشخص کردن نسبت R2/R1 می باشد که می توان این نسبت را 0/001 تا 1000 تغییر داد. جعبه پل یک مقاومت صفر تا 10 هزار اهمی نیز دارد که به عنوان مقاومت متغیر به کار می رود. دو کلید لحظه ای جهت قطع و وصل باطری و گالوانومتر در پایین جعبه قرار دارد که با پیچاندن آنها می توان باطری و گالوانومتر را به طور دائم وارد مدار کرد.

[/vip-members]

1

نظر

  1. بازی اندروید  خرداد 25, 1396

    سلام.ممنون .خیلی خوب بود.از دست اندرکاران وبسایت
    به این خوبی سپاسگزارم

     پاسخ"  

افزودن نظر