1.3. Метод одного вольтметра

Схема подключения вольтметра к измеряемому сопротивлению изображена на рис. 4. Вольтметр с помощью переключателя может соединяться либо с источником тока напрямую (положение 1), либо через измеряемое сопротивление (положение 2). В данном методе существенным является условие неизменности напряжения источника от положения переключателя. Практически, это условие легко выполняется, т.к. внутреннее сопротивление источника тока обычно значительно меньше сопротивления вольтметра. Необходимо также знать внутреннее сопротивление вольтметра, R_V .

Рассмотрим вычисление сопротивления R_X по результатам измерений с помощью этой схемы. Сначала измерим напряжение U₀, подключая вольтметр к источнику тока. Затем переводим переключатель в положение 2 и запишем показание вольтметра U_V. Из очевидного соотношения следует . Сила тока, протекающего по сопротивлению и по вольтметру одинакова и равна, с одной стороны, , а с другой . Из этих соотношений получаем расчётную формулу для вычисления сопротивления:

(3)

Рис. 4. Схема измерения сопротивления одним вольтметром

Рассмотренный метод применяется для измерения больших сопротивлений, соизмеримых с внутренним сопротивлением вольтметра. При попытке измерить малые сопротивления разность напряжений в числителе (3) может оказаться одного порядка с абсолютной погрешностью измерения напряжений и, тем самым, вызовет большую погрешность измеряемого сопротивления. Для измерения малых сопротивлений используется схема одного амперметра.

1.4. Метод одного амперметра.

На рис. 5 представлена схема соединения амперметра с измеряемым сопротивлением R_X. С помощью переключателя оно может либо подсоединяться параллельно амперметру (положение 1), либо вовсе отключаться (положение 2). Для данного метода существенным является независимость силы тока I₀ от положения переключателя, что достигается выбором вспомогательного сопротивления R₀ » R_A .Кроме этого, необходимо знать внутреннее сопротивление амперметра, R_A.

Выведем расчётную формулу определения сопротивления этим методом. Исходными данными для расчёта являются значения силы тока I_A ,измеренной в положении 1, силы тока I_{0 ,}измеренной в положении 2 и внутреннее сопротивление амперметра. При параллельном подключении сопротивления к амперметру (положение 1) напряжение на нём такое же, как и на амперметре. Поэтому . Сила тока , значит и . Отсюда получаем формулу для вычисления неизвестного сопротивления:

. (4)

Рис. 5. Схема измерения сопротивления одним амперметром

2. Практическая часть Задание 1. Определение сопротивления с помощью омметра и по закону Ома

1. Изучить устройство и принцип работы мультиметра.

2. Произвести с его помощью непосредственное измерение электрического сопротивления предоставленных резисторов.

3. Результаты измерений занести в таблицу 1.

4. Провести измерения силы тока в цепи резистора и напряжения на нем с помощью амперметра и вольтметра.

5. Результаты измерений занести в таблицу 1. Вычислить сопротивление резистора по закону Ома.