I. MỤC ĐÍNH THÍ NGHIỆMNghiên cứu mạch cầu WHEATSTONE.Ứng dụng mạch cầu WHEATSTONE để đo điện trở.II. CƠ SỞ LÝ THUYẾTCầu WHEATSTONE gồm 3 điện trở đã biết Ro, R1, R2, một điện trở chưa biết Rx, một nguồn nuôi một chiều và một ampe kế A được nối như sơ đồ hình 1. Khi ta đóng khoá K và K1 dòng điện từ nguồn sẽ phân nhánh vào điện trở R1 Ro. Ta có thể điều chỉnh các điện trở Ro, R1 và R2 sao cho không có dòng đi qua điện kế V, lúc đó:Cường độ I1 của dòng điện trong nhánh AC bằng cường độ I2 của dòng điện trong nhánh CB: tương tự, cường độ I3 trong nhanh AD bằng cường độ I4 trong nhánh DB Các điểm C và D ở cùng điện thế, ta có:V_AV_C=V_AV_D và V_CV_B=V_DV_B (1)Hay: R_o.I_1=R_1.I_3 (2) R_x.I_2=R_2.I_4 (3)Chia phương trình (3) cho phương trình (2), ta có: R_xR_o =R_2R_1 → R_x=R_o.R_2R_1 (4)Từ phương trình (4), nếu biết Ro và tỷ số R2R1 thì ta xác định được Rx.
Trang 1BẢNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Bài thí nghiệm số 07
ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEATSTONE
I MỤC ĐÍNH THÍ NGHIỆM
̶ Nghiên cứu mạch cầu WHEATSTONE
̶ Ứng dụng mạch cầu WHEATSTONE để đo điện trở
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Cầu WHEATSTONE gồm 3 điện trở đã biết Ro, R1,
R2, một điện trở chưa biết Rx, một nguồn nuôi một
chiều và một ampe kế A được nối như sơ đồ hình 1
- Khi ta đóng khoá K và K1 dòng điện từ nguồn sẽ phân
nhánh vào điện trở R1 & Ro Ta có thể điều chỉnh các
điện trở Ro, R1 và R2 sao cho không có dòng đi qua
điện kế V, lúc đó:
1 Cường độ I1 của dòng điện trong nhánh AC bằng
cường độ I2 của dòng điện trong nhánh CB: tương
tự, cường độ I3 trong nhanh AD bằng cường độ I4
trong nhánh DB
2 Các điểm C và D ở cùng điện thế, ta có:
𝑉 − 𝑉 = 𝑉 − 𝑉 𝑣à 𝑉 − 𝑉 = 𝑉 − 𝑉 (1) Hay: 𝑅 𝐼 = 𝑅 𝐼 (2)
𝑅 𝐼 = 𝑅 𝐼 (3)
- Chia phương trình (3) cho phương trình (2), ta có:
= → 𝑅 = 𝑅 (4)
- Từ phương trình (4), nếu biết Ro và tỷ số R2/R1 thì ta xác định được Rx III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Bảng 1 Kết quả đo Rx1
Trang 2 Ta có:
𝑅
𝑅 =
𝜌𝑙 𝑆 𝜌𝑙 𝑆
=𝑙
𝑙 𝑣à 𝑅 = 𝑅
𝑅 𝑅
Với 𝑅 = 100 Ω
𝑅
𝑅 =
49,98 50,04 → 𝑅 = 100.
49,98 50,04= 99,88 Ω
Với 𝑅 = 150 Ω
𝑅
𝑅 =
39,02 60,08 → 𝑅 = 100.
39,02 60,08= 97,42 Ω
Với 𝑅 = 100 Ω
𝑅
𝑅 =
32,98 67,02 → 𝑅 = 100.
32,98 67,02= 98,41 Ω
Giá trị thực nghiệm của 𝑅 :
𝑣à 𝑑𝑅 =𝑑(𝑅 + 𝑅 + 𝑅 )
→ 𝛽 =→∆𝑅
𝑅 100% = 0,89%
→ 𝑅 = (98,57 ± 0,873)Ω ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 98,57Ω ± 0,89%
l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm)
𝒍̅ ± ∆𝒍̅ 𝑙
= 50,04
± 0,248
𝑙
= 49,98
± 0,264
𝑙
= 60,08
± 0,184
𝑙
= 39,92
± 0,184
𝑙
= 67,02
± 0,360
𝑙
= 32,98
± 0,376
Trang 3Bảng 2 Kết quả đo Rx2
l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm)
𝒍̅ ± ∆𝒍̅ 𝑙
= 49,78
± 0,144
𝑙
= 50,22
± 0,144
𝑙
= 67,12
± 0,176
𝑙
= 32,92
± 0,189
𝑙
= 75,06
± 0,128
𝑙
= 27,98
± 0,144
Ta có:
𝑅
𝑅 =
𝜌𝑙 𝑆 𝜌𝑙 𝑆
=𝑙
𝑙 𝑣à 𝑅 = 𝑅
𝑅 𝑅
Với 𝑅 = 10 Ω
𝑅
𝑅 =
49,78 50,22 → 𝑅 = 10.
49,78 50,22 = 10,08 Ω
Với 𝑅 = 20 Ω
𝑅
𝑅 =
32,92 67,12 → 𝑅 = 20.
32,92 67,12= 9,82 Ω
Với 𝑅 = 30 Ω
𝑅
𝑅 =
27,98 75,06 → 𝑅 = 30.
27,98 75,06 = 11,18 Ω
Giá trị thực nghiệm của 𝑅 :
Trang 4𝑣à 𝑑𝑅 =𝑑(𝑅 + 𝑅 + 𝑅 )
→ 𝛽 =→∆𝑅
𝑅 100% = 5,21%
→ 𝑅 = (10,36 ± 0,54)Ω ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 10,36Ω ± 5,21%
Bảng 3 Kết quả Rx3
l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm) l 1 (cm) l 2 (cm)
𝒍̅ ± ∆𝒍̅ 𝑙 = 52,5 ± 0 𝑙 = 47,5 ± 0 𝑙 = 68,7 ± 0 𝑙 = 31,3 ± 0 𝑙 = 76,7 ± 0 𝑙 = 23,3 ± 0
𝜹𝑹𝒐 = 𝟏%
Ta có:
𝑅
𝑅 =
𝜌𝑙 𝑆 𝜌𝑙 𝑆
=𝑙
𝑙 𝑣à 𝑅 = 𝑅
𝑅 𝑅
Với 𝑅 = 10 Ω
𝑅
𝑅 =
47,5 52,5 → 𝑅 = 10.
47,5 52,5 = 9 Ω
Với 𝑅 = 20 Ω
𝑅
𝑅 =
31,3 68,7 → 𝑅 = 20.
31,3 68,7 = 9 Ω
Với 𝑅 = 30 Ω
𝑅
𝑅 =
23,3 76,7 → 𝑅 = 30.
23,3 76,7 = 9 Ω
Trang 5 Giá trị thực nghiệm của 𝑅 :
𝑣à 𝑑𝑅 = 𝑑(𝑅 + 𝑅 + 𝑅 )
→ 𝛽 =→ ∆𝑅
𝑅 100% = 0%
→ 𝑅 = (10,36 ± 0,54)Ω ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 10,36Ω ± 5,21%
Ngày …10… tháng …09… năm …2021… Xác nhận của giáo viên hướng dẫn thí nghiệm
IV NHẬN XÉT
Nguyên nhân sai số:
- Do máy móc và dụng cụ đo thiếu chính xác
- Do người đo với trình độ tay nghề chưa cao, khả năng các giác quan bị hạn chế
- Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động tới
- Do người thực hành không thao tác đúng, quan sát không chính xác