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 Rg  Pomiar Rg 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 Ci dla każdego pomiaru oddzielnie. Gdy poszczególne wartości Ci różnią się nieznacznie, obliczamy średnią arytmetyczną tej wartości. Jeżeli zaś różnice pomiędzy wartościami Ci 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).