پل و تستون و پل تار

اندازه گیری مقاومت به روش پل و تستون و پل تار

منظور آزمایش :

شناسایی پل و تستون و پل تار و اندازه گیری مقاومت به وسیله آنها

وسایل مورد نیاز :

یک منبع تغذیه جریان مستقیم – یک عدد آوومتر – یک جعبه مقاومت یا (مقاومتهای مختلف ) کلید قطع و وصل – مقاومت مجهول – مقاومت معلوم – پل تار – سیمهای رابط

مقدمه :

پل وتستون که مدار آن مطابق شکل (1) است برای اندازه گیری سریع و دقیق مقاومت مجهول یک جسم و یا یک وسیله الکتریکی متداول است . این مقدار در سال 1843 بوسیله دانشمند انگلیسی (چارلز وتستون) طرح گردید . در شکل (1) مقاومتهای R₁ و R₂ معلوم بوده و مقدار مقاومت R₃ را می توان بدلخواه تغییر داد و منظور اندازه گیری مقاومت RX می باشد ( برای انجام آزمایش و بکار بردن پل وتستون باید پس از سوار نمودن مدار آنقدر مقاومت متغیر را تغییر داده تا آمپرمتر A درجه صفر را نشان دهد) در این هنگام پتانسیل نقاط C و D برابر بوده داریم.

(1)  

(2)  

و چون جریانی از آمپرمتر نمی گذرد داریم :

(3)          

(4)          

اما مطابق قانون اهم :

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

از تقسیم دو رابطه (5) و (6) بر یکدیگر و با توجه به روابط (3) و (4) خواهیم داشت :

( برای به خاطر سپردن این رابطه دقت کنید که حاصلضرب مقاومتهای روبرو مساوی هستند ) بنابراین با داشتن مقادیر مقاومت های R₁ و R₂ و R₃ مقدار مقاومت مجهول R_X را می توان معین نمود.

پل تار :

پل وتستون را می توان به صورت ساده تری که پل تار نام دارد سوار نمود . شکل(2) یک پل تار را نشان می دهد که یک رشته سیم یکنواخت است و معمولا یک متر می باشد .

برای اندازه گیری مقاومت مجهول با استفاده از پل تار مداری مطابق شکل (3) می بندیم .

R مقاومت معلوم و R_X مقاومت مجهولی است که باید اندازه گیری شود.

برای کار با پل تار لغزنده را که می تواند روی سیم حرکت کند ، بقدری در طول سیم حرکت می دهند تا از آمپرمتر جریانی عبور نکند در این صورت مقاومتهای R و R_X و سیم های L₁ و L₂ مانند چهار شاخه پل و تستون هستند که به حالت تعادل باشند و بنابر رابطه ای که اثبات آن در پل وتستون گذشت داریم :

(8)       

(9)       

با توجه به ر وابط (8) و (9) داریم :

(10)        

روش آزمایش :

1- مدار شکل (1) را با قرار دادن دو مقاومت ثابت معلوم بجای R1 و R2 ( مقاومت بزرگتر را R2 فرض کنید ) و نصب جعبه مقاومت و یا مقاومتهای مختلف به جای R3 و مقاومت مجهول بجای R2 سوار نموده و سپس کلید S را بسته و مقاومت متغیر را آنقدر تغییر دهید تا جریانی از آمپرمتر عبور نکند.

2- مقدار مقاومت R3 را خوانده و با قرار دادن در رابطه (7) ، مقاومت مجهول را پیدا کنید .

3- این آزمایش را برای دو مقاومت مجهول دیگر تکرار کرده و نتایج را در جدول شماره (1) درج نمائید .

پل تار :

4- مدار شکل (3) را با قرار دادن مقاومت 10 اهمی بجای R و مقاومت مجهولی بجای RX سوار نموده و سپس آنقدر محل لغزنده را در روی سیم هادی تغییر دهید تا آمپرمتر جریانی را نشان ندهد.

5- دو طول L1 و L2 را در روی خط کش اندازه گرفته و با قرار دادن در رابطه (10) مقدار مقاومت مجهول را پیدا نمائید .

6- این آزمایش را برای همان مقاومتهای مجهول که در آزمایش قبل بکار بردید تکرار کرده و نتایج را در جدول شماره (2) بنویسید .

7- برآورد بیراهی ها

با در نظر گرفتن دقت وسائل سنجنده ای که در این آزمایش به کار رفته است بیراهی نسبی را در اندازه گیری یک مقاومت به روش پل وتستون و یک مقاومت به روش پل تار محاسبه نمائید .

به پرسشهای زیر پاسخ دهید :

1- نشان دهید هنگامیکه پل وتستون در حال تعادل باشد و جریانی از آمپرمتر عبور ننماید اگر جای آمپرمتر و منبع تغذیه را با هم عوض کنیم در این حالت نیز جریانی از آمپرمتر عبور نخواهد کرد.

2- در صورتیکه رابطه پل وتستون را ثابت شده قبول کنیم چگونه از این رابطه به رابطه پل تار می رسید و با زبان ساده تر ،‌رابطه پل تار را با کمک رابطه پل وتستون بدست آورید.

3- الف : آیا در شکل (4) جریانی از آمپرمتر عبور می کند ، چرا ؟

ب: اگر بخواهیم از آمپرمتر جریانی عبور نکند چه تغییری در این شکل باید بدهیم ؟

دوستان عزیزی که منو با نظراتشون شرمنده میکنن یکی به موهام گیر میده یا نمیدونم اینجاش چرا اینجوریه چرا دماغت این شکلیه باید عرض کنم که من این گزارش کارا رو سال 84 که این درس پاس کردم نوشتم و هیچی یادم نیست و فقط محض استفاده شما ایو گذاشتم و علت اینکه محاسبات جاش خالیه چون هر ازمایشگاهی برای خودش یه سری اعداد خاص داره