Ćwiczenie nr 36.

Temat: Wyznaczanie oporu wewnętrznego i czułości galwanometru.

LITERATURA:

1. Podręczniki uniwersyteckie z fizyki ogólnej np.: Sz. Szczeniowski „Fizyka doświadczalna cz. III”.

2. H. Szydłowski „Pracownia fizyczna”.

3. H. Zawadzki, H. Hofmokl „Laboratorium fizyczne”.

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:

1. Prawa przepływu prądu. Podstawowe wielkości w magnetyźmie.

2. Typy galwanometrów, ich budowa i zasada działania.

3. Pojęcie oporu wewnętrznego i czułości galwanometru. Znajomość metody pomiaru tych wielkości.

4. Rola SEM indukcji elektromagnetycznej w tłumieniu wahań uzwojenia galwanometru (wyjaśnienie jakościowe).

ZADANIA:

1. Wyznaczyć opór wewnętrzny galwanometru.

2. Wyznaczyć czułość prądową i napięciową galwanometru, oraz zbadać jej zależność od wychylenia.

KOLEJNOŚĆ CZYNNOŚCI DOŚWIADCZENIA:

I. Wyznaczanie oporu wewnętrznego:

1. Włączamy oświetlenie skali galwanometru. W przypadku, gdy plamka świetlna nie znajduje się w środku skali sprowadzamy ją do zera przy pomocy pokrętła umieszczonego z prawej strony obudowy przyrządu.

2. Zestawiamy układ pomiarowy według poniższego schematu:

Przed włączeniem galwanometru do układu rozwieramy jego końcówki. Od tego momentu należy uważać, aby ruchy ramki spowodowane wstrząsami mechanicznymi były możliwie małe. Opory R₁ i R₂ nastawiamy tak, aby R₂=10^-4 R₁ . Opór R₃ nastawiamy na kilkaset omów. Po sprawdzeniu obwodu przez prowadzącego zajęcia zamykamy przełącznik P i obserwujemy wychylenie plamki świetlnej (musimy zazwyczaj czekać na jej ustalenie się). Jeżeli wychylenie jest małe, to zwiększamy opór R₂ , albo zmniejszamy R₃ lub R₁ doprowadzając plamkę świetlną do wychylenia rzędu ¾ skali. Zmiany wartości oporów w układzie pomiarowym powinny być przy tym dokonywane ostrożnie, tak aby w każdej chwili był spełniony warunek R₂< R₁.

3. Odczytujemy wartość wychylenia. Następnie przełącznikiem P zmieniamy kierunek prądu i powtarzamy ten odczyt ponownie. Z kolei zmieniamy opór R₂ i dobieramy pozostałe opory (lub tylko jeden z nich), w taki sposób, aby uzyskać to samo wychylenie co poprzednio. Zaleca się, aby wykorzystać do tego celu opór R₃ .

Z uzyskanych danych wyznaczamy opór wewnętrzny galwanometru R_g Pomiar R_g powtarzamy 3-5 razy, każdorazowo dla innych wychyleń, stosując przy tym zmiany kierunku prądu jako wynik końcowy przyjmujemy wartość średnią.

II. Wyznaczanie czułości prądowej i napięciowej . Badanie zależności czułości

od wychylenia.

1. Zwiększamy opór R₃ do takiej wartości, aby (po ewentualnej korekcji oporów R₁ i R₂) uzyskać małe wychylenie rzędu 4-6 działek. Mierzymy to wychylenie kilkakrotnie zmieniając każdorazowo kierunek prądu. Następnie zmieniając opór R₃ (i ewentualnie jeśli zajdzie potrzeba zmieniając R₂ , lub R₁) dokonujemy 6-8 pomiarów coraz to większych wychyleń, tak aby objąć cały zakres podziałki przyrządu. Mierzymy również natężenie prądu I₀ czerpanego ze źródła.

2. Korzystając z wyników pomiarów punktu 1-go obliczamy czułość prądową C_i dla każdego pomiaru oddzielnie. Gdy poszczególne wartości C_i różnią się nieznacznie, obliczamy średnią arytmetyczną tej wartości. Jeżeli zaś różnice pomiędzy wartościami C_i są stosunkowo duże, a rozkład wyników pomiarów w serii wykazuje pewną regularność sporządzamy wykres zależności czułości od wychylenia.

3. Na postawie uzyskanych pomiarów czułości prądowej i oporu wewnętrznego galwanometru obliczamy jego czułość napięciową.

Uwaga: Po zakończeniu pomiarów i odłączeniu galwanometru od układu pomiarowego należy zewrzeć jego końcówki (dlaczego)?

Aparatura:

Galwanometr GL-2, opory dekadowe szt. 3, mikroamperomierz, przełącznik krzyżowy, bateria z podstawką (4,5).

---