پل وتستون بیست و ششم بهمن 1387

نام آزمایش: مدار پل وتستون

هدف آزمایش: اندازه گیری مقاومت به روش پل وتستون

وسایل آزمایش:

منبع تغذیه- مولتی متر((AVO meter- مقاومت الکتریکی- گالوانومتر- جعبه مقاومت- رئوستا- سیم رابط

تئوری آزمایش:

پل وتستون که مدار آن مطابق شکل زیر است برای اندازه گیری سریع و دقیق مقاومت مجهول یک جسم و یا یک وسیله الکتریکی بکار می رود. در این مدار مقاومت های R1 و R2 معلوم بوده و مقدار مقاومت R3 را می توان به دلخواه تغییر داد و منظور اندازه گیری مقاومت Rx می باشد. برای انجام آزمایش و بکار بردن پل باید پس از سوار کردن مدار آنقدر مقاومت متغیر R3 را تغییر داد تا گالوانو متر درجه صفر را نشان دهد. در این هنگام پتانسیل نقاط C و D یکی بوده و داریم:

VBC=VBD (1) VAC=VAD (2)

چون جریانی از گالوانومتر نمی گذرد داریم:

Ix=I3 و I2=I1

مطابق قانون اهم روابط زیر برقرار است:

VBC=R3 I3 و VAC=Rx I3 (3) VBD=R2 I2 و

VAD=R1 I1 (4)

با در نظر گرفتن روابط (1) و (2) می توان نوشت:

R3 I3=R2 I2 و RxIx=R1I1

این دو رابطه را بر هم تقسیم کرده و با در نظر گرفتن روابط (3) و (4) می توان نوشت:

بنابر این با دانستن مقادیر مقاومت های R1 و R2 و R3 می توان مقدار مقاومت مجهول Rx را تعیین کرد.

شرح آزمایش:

ابتدا دو مقاومت الکتریکی انتخاب می کنیم و با آوو متر مقاومت آنها را اندازه می گیریم که در آزمایش ما R1=99.2 و R2=23.3 است، برای R3 جعبه مقاومت و برای Rx رئوستا را در نظر می گیریم. مدار را مطابق شکل پیاده می کنیم. منبع تغذیه را روشن کرده و درجه آن را روی 1 ولت قرار می دهیم و R3 را که جعبه مقاومت است آنقدر تغییر می دهیم تا عقربه گالوانومتر روی صفر قرار گیرد. در آزمایش ما R3=23 است. با استفاده از فرمول پل وتستون Rxm یعنی مقاومت مجهول مدار را به صورت زیر محاسبه می کنیم:

حال Rx (رئوستا) را از مدار جدا کرده و با آوو متر مقاومت آن را انداره گیری کرده با Rxo نشان می دهیم:

Rxo=5.2

حال درصد خطای احتمالی را محاسبه می کنیم:

بنابر این درصد خطای احتمالی در این آزمایش برابر با 3.7 درصد است.

نتیجه گیری:

بعد از انجام این آزمایشات و محاسبه درصد خطا به این نتیجه می رسیم که اگر بتوان شرایط محیطی آزمایشگاه را کنترل کنیم با استفاده از مدار پل وتستون و فرمول مربوط به آن یعنی با داشتن سه مقاومت معلوم می توان اندازه یک مقاومت مجهول را بدست آورد.

نوشته شده توسط پرتوی