ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEATSTONE

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.

BẢNG 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 điện trở biết Ro, R1, R2, điện trở chưa biết Rx, nguồn nuôi chiều ampe kế A nối sơ đồ hình - Khi ta đóng khố K K1 dịng điện từ nguồn phân nhánh vào điện trở R1 & Ro Ta điều chỉnh điện trở Ro, R1 R2 cho khơng có dịng qua điện kế V, lúc đó: Cường độ I1 dịng điện nhánh AC cường độ I2 dòng điện nhánh CB: tương tự, cường độ I3 nhanh AD cường độ I4 nhánh DB Các điểm C D điện thế, ta có: 𝑉 −𝑉 =𝑉 −𝑉 Hay: 𝑣à 𝑉 −𝑉 =𝑉 −𝑉 𝑅 𝐼 = 𝑅 𝐼 (2) 𝑅 𝐼 = 𝑅 𝐼 (3) (1) - Chia phương trình (3) cho phương trình (2), ta có: = → 𝑅 =𝑅 - Từ phương trình (4), biết Ro tỷ số R2/R1 ta xác định Rx III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bảng Kết đo Rx1 (4) R0 = 100  Lần đo R0 = 150  R0 = 200  l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) 50.5 49.5 60.0 40.0 66.9 33.1 50.2 49.8 60.4 39.6 66.7 33.3 49.8 50.2 60.2 39.8 67.2 32.8 50.0 50.1 60.1 39.9 66.8 33.2 49.7 50.3 59.7 40.3 67.5 32.5 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  Ta có: 𝜌𝑙 𝑅 𝑙 = 𝑆 = 𝑅 𝜌𝑙 𝑙 𝑆 𝑣à 𝑅 =𝑅 𝑅 𝑅  Với 𝑅 = 100 Ω 𝑅 49,98 = →𝑅 50,04 𝑅 = 100 49,98 = 99,88 Ω 50,04 𝑅 39,02 = →𝑅 60,08 𝑅 = 100 39,02 = 97,42 Ω 60,08 𝑅 32,98 = →𝑅 67,02 𝑅 = 100 32,98 = 98,41 Ω 67,02  Với 𝑅 = 150 Ω  Với 𝑅 = 100 Ω  Giá trị thực nghiệm 𝑅 : 𝑅 𝑣à 𝑑𝑅 = 𝑑(𝑅 +𝑅 = 𝑅 +𝑅 → 𝛽 =→ →𝑅 = (98,57 ± 0,873)Ω +𝑅 +𝑅 = 98,57 Ω ) → ∆𝑅 ∆𝑅 𝑅 = ∆𝑅 + ∆𝑅 + ∆𝑅 = 0,873 Ω 100% = 0,89% ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 98,57Ω ± 0,89% Bảng Kết đo Rx2 Lần đo R0 = 10  R0 = 20  R0 = 30  l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) 49.9 50.1 67.0 33.1 75.3 24.7 49.6 50.4 66.8 33.2 75.0 25.0 49.8 50.2 67.2 32.8 75.1 25.0 49.6 50.4 67.3 32.8 74.8 25.3 50.0 50.0 67.3 32.7 75.1 24.9 𝒍̅ ± ∆𝒍̅ 𝑙 = 49,78 ± 0,144 𝑙 = 50,22 ± 0,144 𝑙 = 67,12 ± 0,176 𝑙 = 32,92 ± 0,189  Ta có: 𝜌𝑙 𝑅 𝑙 = 𝑆 = 𝑅 𝜌𝑙 𝑙 𝑆 𝑣à 𝑅 49,78 = →𝑅 50,22 𝑅 = 10 𝑅 32,92 = →𝑅 67,12 𝑅 = 20 𝑅 27,98 = →𝑅 75,06 𝑅 = 30 𝑅 =𝑅 𝑅 𝑅  Với 𝑅 = 10 Ω 49,78 = 10,08 Ω 50,22  Với 𝑅 = 20 Ω 32,92 = 9,82 Ω 67,12  Với 𝑅 = 30 Ω 27,98 = 11,18 Ω 75,06  Giá trị thực nghiệm 𝑅 : 𝑅 = 𝑅 +𝑅 +𝑅 = 10,36 Ω 𝑙 = 75,06 ± 0,128 𝑙 = 27,98 ± 0,144 𝑣à 𝑑𝑅 = 𝑑(𝑅 +𝑅 +𝑅 → 𝛽 =→ →𝑅 ) → ∆𝑅 ∆𝑅 𝑅 = ∆𝑅 + ∆𝑅 + ∆𝑅 = 0,0,54 Ω 100% = 5,21% = (10,36 ± 0,54)Ω ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 10,36Ω ± 5,21% Bảng Kết Rx3 Lần đo R0 = 10  R0 = 20  R0 = 30  l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) l1 (cm) l2 (cm) 52.5 47.5 68.7 31.3 76.7 23.3 52.5 47.5 68.7 31.3 76.7 23.3 52.5 47.5 68.7 31.3 76.7 23.3 52.5 47.5 68.7 31.3 76.7 23.3 52.5 47.5 68.7 31.3 76.7 23.3 𝒍̅ ± ∆𝒍̅ 𝑙 = 52,5 ± 𝑙 = 47,5 ± 𝑙 = 68,7 ± 𝑙 = 31,3 ± 𝑙 = 76,7 ± 𝑙 = 23,3 ± 𝜹𝑹𝒐 = 𝟏%  Ta có: 𝜌𝑙 𝑅 𝑙 = 𝑆 = 𝑅 𝜌𝑙 𝑙 𝑆 𝑣à 𝑅 =𝑅 𝑅 𝑅  Với 𝑅 = 10 Ω 𝑅 47,5 = →𝑅 52,5 𝑅 = 10 47,5 =9Ω 52,5 𝑅 31,3 = →𝑅 68,7 𝑅 = 20 31,3 =9Ω 68,7 𝑅 23,3 = →𝑅 76,7 𝑅 = 30 23,3 =9Ω 76,7  Với 𝑅 = 20 Ω  Với 𝑅 = 30 Ω  Giá trị thực nghiệm 𝑅 : 𝑅 𝑣à 𝑑𝑅 = 𝑑(𝑅 +𝑅 = 𝑅 +𝑅 → 𝛽 =→ →𝑅 +𝑅 +𝑅 ) → ∆𝑅 ∆𝑅 𝑅 = =9Ω ∆𝑅 + ∆𝑅 + ∆𝑅 = 0,0 Ω 100% = 0% = (10,36 ± 0,54)Ω ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = 10,36Ω ± 5,21% Ngày …10… tháng …09… năm …2021… Xác nhận giáo viên hướng dẫn thí nghiệm IV NHẬN XÉT Nguyên nhân sai số: - Do máy móc dụng cụ đo thiếu xác - Do người đo với trình độ tay nghề chưa cao, khả giác quan bị hạn chế - Do điều kiện ngoại cảnh bên tác động tới - Do người thực hành không thao tác đúng, quan sát không xác  ... 98,57 Ω ) → ∆