báo cáo thí nghiệm ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẦU WHEATSTONE

Mục đích thí nghiệm • Giải thích được hoạt động của mạch cầu wheatstone • Sử dụng được mạch cầu wheatstone để đo giá trị điện trở bất kì với độ chính xác cao... NỘI DUNGMục đích thí nghi

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

BÀI 2: ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG PHƯƠNG PHÁP

CẦU WHEATSTONE

NỘI DUNG

2

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

3

1 Mục đích thí nghiệm

• Giải thích được hoạt động của mạch cầu wheatstone

• Sử dụng được mạch cầu wheatstone để đo giá trị điện trở bất kì với độ chính xác cao

II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

III CƠ SỞ LÍ THUYẾT

IV TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM

Đo giá trị của điện trở 𝑅𝑥11 chưa biết theo trình tự sau đây:

1 Chọn giá trị tương ứng của 𝑅1 và 𝑅2 sao cho 𝑅2 > 𝑅1 Đưa giá trị của biến trở Rm về 0 Mắc mạch điện theo sơ

đồ hình (2.2)

Chú ý: trước tiên ta phải dùng tai nghe thay cho điện kế

2 Sau khi mắc mạch xong phải báo cáo với giáo viên kiểm tra trước khi cắm điện

3 Áp tai nghe vào tai và theo dõi âm thanh phát ra Nếu âm thanh phát ra từ tai nghe rõ, không bị chói tai thì không cần điều chỉnh máy phát âm tần Nếu không có âm thanh phát ra từ tai nghe: (1) kiểm tra lại mạch điện đã mắc; (2) điều chỉnh tần số sóng âm và biên độ trên máy phát âm tần sao cho âm thanh phát ra nghe rõ nhất (không

bị chói tai do tần số quá cao hoặc khó nghe do tần số quá thấp)

4 Điều chỉnh giá trị của biến trở Rm sao cho độ to âm thanh trong tai nghe giảm dần Đầu tiên ta nên thử với núm

điều chỉnh ×100 Ω, rồi đến các núm có giá trị nhỏ hơn Khi âm thanh phát ra từ tai nghe tắt hẳn, ta mới chuyển sang bước tiếp theo

5 Ngắt điện cho mạch cầu bằng cách chuyển khóa K sang vị trí 0 Khởi động điện kế bằng cách bật công tắc

qua vị trí ngoài cùng bên phải Thay tai nghe bằng điện kế

6 Cấp lại điện cho mạch cầu bằng cách chuyển khóa K sang vị trí 1 Tiếp tục điều chỉnh biến trở Rm để kim

điện kế hoàn toàn trùng với số 0

Chú ý: Sau khi thay tai nghe bằng điện kế, nếu kim điện kế chỉ một giá trị nhỏ (góc lệch của kim điện kế nhỏ),

ta chỉ điều chỉnh núm “×1 0” để tránh thay đổi dòng điện đột ngột qua điện kế Nếu kim điện kế chỉ một giá trị lớn (góc lệch của kim điện kế lớn) và thay đổi không đáng kể khi đã điều chỉnh núm “×1 0” thì SV có thể điều chỉnh núm “×10 0” trước

7 Ghi các giá trị R1, R2, và Rm vào bảng số liệu 2.1

8 Ngắt điện cho mạch cầu bằng cách chuyển khóa K sang vị trí 0 Thay các điện trở 𝑅1 và 𝑅2 sao cho 𝑅2 > 𝑅1

Lặp lại các bước thí nghiệm từ 1 đến 7

Thay đổi các điện trở 𝑅1 và 𝑅2 sao cho 𝑅2 > 𝑅1 một lần nữa và lặp lại các bước thí nghiệm từ 1 đến 7

Tiến hành các bước thí nghiệm tương tự cho 𝑅𝑥2, Rnt (𝑅𝑥1 nt 𝑅𝑥2) và Rss (𝑅𝑥1 // 𝑅𝑥2).

Chú ý: Trước khi thay đổi điện trở trên mạch cầu, SV phải ngắt mạch điện ra khỏi nguồn bằng cách chuyển khóa K sang vị trí 0 Phải chắc chắn dòng điện chạy qua điện kế có cường độ rất nhở mới được phép chuyển khoa K sang vị trí 1

V KẾT QUẢ

123

150150200

200220220

430570380

286.6285285

1.060.530.53

123

150150200

200220220

10013090

66.66567.5

0.231.361.13

123

150150200

200220220

520688460

346.6344345

1.41.20.2

3

150150200

200220220

8511475

56.65756.25

0.010.380.36

123

150150200

200220220

430570380

286.6285285

1.060.530.53

123

150150200

200220220

10013090

66.66567.5

0.231.361.13

123

150150200

200220220

520688460

346.6344345

1.41.20.2

123

150150200

200220220

8511475

56.65756.25

0.010.380.36

Dựa vào bảng số liệu ở trên ta tính giá trị trung

Þ = = 6

Þ

BÀI 3: KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TRONG ỐNG

DÂY DẪN THẲNG

NỘI DUNG

Mục đích thí nghiệm

Dụng cụ thí nghiệm

Cơ sở lý thuyết Tiến trình thí nghiệm Kết quả

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Mục đích thí nghiệm

Khảo sát sự phân bố từ trường trong ống dây

Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ B vào cường độ dòng điện I

Tính mật độ vòng dây của ống dây

Yêu cầu thí nghiệm

Nắm được cách sử dụng các dụng cụ đo

Nắm chắc cơ sở lý thuyết và tiến hành theo đúng các bước thí nghiệm

Thu được kết quả sau cùng và kiểm chứng với kết quả trên lý thuyết

Rút ra được kết luận giá trị thu được

II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Nguồn điện một chiều (DC)

Máy đo từ tường

Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm đo từ trường ống dây

III CƠ SỞ LÝ THUYẾT

• Các ống dây quấn trên các lõi hình xuyến hoặc ống dây dẫn thẳng được dùng phổ biến trong kĩ thuật tạo ra từ trường.

• Xét cuộn dây hình xuyến có N vòng, có bán kính trung bình R và cuộn dây có dòng

điện I chạy qua Theo định luật Ampe, ta có:

IV Tiến trình thí nghiệm

• Khảo sát sự phân bố từ trường trong ống dây

- Điều chỉnh 2 chốt để ống dây có chiều dài cực đại 40 cm.

- Nối ống dây với nguồn điện.

- Điều chỉnh nguồn điện để có cường độ dòng điện I= 0 A Chuẩn máy

đo từ trường về 0.

- Điều chỉnh nguồn điện để có cường độ dòng điện I= 5 A.

- Đo giá trị của vectơ cảm ứng từ bắt đầu từ mép bên trái của ống dây, 𝐵 bắt đầu từ mép bên trái của ống dây, ứng với vị trí = 0 Di chuyển đầu đo dần sang phải, cứ 4cm ghi một giá trị 𝑥 = 0 Di chuyển đầu đo dần sang phải, cứ 4cm ghi một giá trị của 𝐵 bắt đầu từ mép bên trái của ống dây, vào bảng 1

IV Tiến trình thí nghiệm

• Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ B vào cường độ dòng điện I

- Điều chỉnh 2 chốt để chiều dài ống dây vừa đúng 30 cm Rải các vòng dây trải đều trên ống dây

- Đặt đầu đo Hall vào điểm giữa của ống dây

- Điều chỉnh nguồn điện để có cường độ dòng điện I= 0 A Chuẩn máy đo từ

trường về 0

- Điều chỉnh nguồn điện để cường độ dòng điện tăng từ 0 đến 6 A Với mỗi bước nhảy 1 A, ta ghi giá trị của cảm ứng từ vào bảng 2 𝐵 bắt đầu từ mép bên trái của ống dây,

- Lặp lại phép đo trên thêm 2 lần

- Xác định số vòng dây N và chiều dài l của ống dây

IV Tiến trình thí nghiệm

• Tính mật độ vòng dây của ống dây

- Thay ống dây nói trên bằng một ống dây khác không rõ mật độ vòng dây.

- Lặp lại các bước đo đạc như ở thí nghiệm thứ 2 Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng 3.

VI KẾT LUẬN

a, sự phụ thuộc của cảm ứng từ B vào cường độ điện trường I

Ta thấy khi xác định mật độ vòng dây theo hệ số góc k so với công thức n0 = có sự chênh lệch nhưng không nhiều

Sai số là do trong quá trình đo có sai sót, cấp chính xác của thiết bị đo

b, Xác định mật dộ vòng dây:

Có sự chênh lệch giữa các giá trị I=1 tới I=6 nhưng không đáng kể

Kết quả giống với công thức lý thuyết

Sai số là do trong qua trình đo có sai sót, do thiết bị chưa chuẩn

•  

23

2 4

BÀI 4: ĐO CHIẾT SUẤT BẢN

THỦY TINH BẰNG KÍNH HIỂN VI

I/ Mục đích thí ngiệm

II/ Dụng cụ thí nghiệm

III/ Cơ sở lý thuyết

IV/ Tiến trình thí nghiệm

IV/ Tiến trình thí nghiệm

V/ Kết quả thí nghiệm

VI/ Kết luận

Nội

Dung

I/ Mục đích thí nghiệm :

1) Mục đích:

● Làm quen với loại kính hiển vi quang học thông dụng biết cấu tạo và cách sử dụng.

● Dùng kính hiển vi để đo chiết suất của hai bản thuỷ tinh có độ dày khác nhau.

2) Yêu cầu :

● Nắm được cách sử dụng các thiết bị, dụng cụ đo thí nghiệm.

● Nắm được cơ sở lý thuyết, cách tiến hành thí nghiệm

● Cẩn thận, tỉ mĩ tránh gây hư hỏng các thiết bị điện

● Tính toán kết quả, bảng số liệu rõ ràng

● Rút ra được kết luận cho thí nghiệm

IV TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM

1 Đo độ dày biểu kiến d1 của bản thủy tinh

bằng

kính hiển vi:

Bước 1: Lau sạch và vạch hai dấu chéo nhỏ (cách nhau 2

- 3cm) trên hai mặt của bản thủy tinh.

Bước 2: Kẹp bản thủy tinh cần đo lên mâm đặt vật Dùng vít tiến

ngang và vít tiến dọc điều chỉnh sao cho vạch chéo ở mặt dưới

của bản thủy tinh nằm đối diện với vật kính L2 Vặn từ từ vít tiến

nhanh để nâng bản thủy tinh lên gần sát vật kính L2.

2 9

Bước 3: Vặn từ từ vít tiến nhanh để hạ bản thủy tinh

xuống cho tới khi thấy rõ ảnh của vạch chéo Vặn vít

tiến chậm để điều chỉnh sao cho ảnh rõ nét nhất Đọc và

ghi số thứ tự của vạch chia tương ứng

𝒍𝟎 trên thước tròn của vít vào bảng số liệu

Bước 4: Sau đó dùng vít tiến ngang và vít tiến dọc dịch

chuyển bản thủy tinh trên mâm đặt vật để vạch chéo ở

mặt trên của bản thủy tinh tới nằm đối diện với vật kính

L2.

IV TIẾN TRÌNH THÍ

NGHIỆM

3 0

3 1

thủy tinh xuống cho tới khi thấy ảnh của vạch chéo phía trên rõ nét nhất Đọc và ghi số

thứ tự của vạch chia tương ứng l trên thước tròn và số vòng N vào bảng số liệu.

Độ dày biểu kiến d1 của bản thủy tinh khi đó sẽ được xác định bởi công thức:

- Nếu l < lo thì d1 = 0,2N + 0,001 (lo - l)

- Nếu l > lo thì d1 = 0,2N + 0,001 (200 + lo – l)

đo khác nhau vào bảng số liệu.

IV TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM

IV TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM

Bước 1: Điều chỉnh số 0 của thước panme: dùng một cái chìa khóa đặc biệt đặt trong hộp của

thước

panme để quay thước tròn sao cho số 0 của nó trùng với đường chuẩn ngang của thước thẳng T.

Bước 2: Dùng thước panme để đo độ dày thực của bản thủy tinh tại những vị trí khác nhau nằm

trong khoảng giữa hai vạch chéo đánh dấu trên hai mặt của bản.

• Thực hiện phép đo này 5 lần Giá trị của các số k và m của thước panme ứng với những lần đo khác nhau vào bảng số liệu.

32

Độ chính xác của thước tròn trên vít tiến chậm của kính hiển vi = 0,001 (mm)

Độ chính xác của thước Panme = 0,01 (mm)

BÀI 5: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA VÀ NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Nội Dung

Mục đích thí nghiệm

Dụng cụ thí nghiệm

Cơ sở lý thuyết Tiến trình thí nghiệm Kết quả

I/ Mục đích thí nghiệm :

1) Mục đích:

thoa qua lưỡng lăng kính Fresnel

2) Yêu cầu :

II/ Dụng cụ thí nghiệm :

Lade he-ne

III Cơ sở lý thuyết:

• Giả sử có 2 nguồn sáng kết hợp S1 và S2 có bước

song

• Trog vùng gặp nhau của 2 ánh sáng cách S1S2

một khoảng D ta sẽ quan sát được hình ảnh giao

• Đặt MC = y, = l Vì màn ảnh xa, tức D>>l

nên ta có:

- = (5.2) 

• Vị trí các vân sáng: y=

• Vị trí các vân tối: y’=(2k+1)

• Khoản vân: i = (5.4)

• Từ công thức (5.4) ta suy ra:

(5.3)

=

IV Trả lời câu hỏi:

1.Bài thí nghiệm này sử dụng phương pháp nào?

• Phương pháp giao thoa qua lưỡng lăng kính Fresnel.

2.Vai trò, chức năng của từng dụng cụ thí nghiệm:

• Lade He-Ne: Cho tia sáng.

• Thấu kính f1=5mm: Làm tăng tiết diện của nguồn lade.

• Thấu kính f2=200mm:

• Lưỡng lăng kính Frenen: Tạo ra hai nguồn sáng kết hợp.

• Thước kẹp: Đo khoảng vân.

• Thước dây: Đo chiều dài d’.

• Màn ảnh: Thu và hiển thị hình ảnh giao thoa.

V Trình tự thí nghiệm:

1 Lắp đặt dụng cụ:

• Nối nguồn điện 220V để cung cấp cho

lade.

• Vặn chìa khoá để khởi động lade.

• Đặt thấu kính f1=5 mm vào giá đỡ, sau

• Lắp hệ giá đỡ có gắn lưỡng kính

Frenen, nằm sau cách thấu kính

khoảng 8 cm Cố định lưỡng lăng

kính.

2 Đo khoảng vân i:

• Kẻ 2 đường thẳng vuông góc với

nhau trên 1 tờ giấy trắng.

• Đặt tờ giấy đó lên màn ảnh sao cho

một đường thẳng trùng với một vân

sáng (tối) bất kì.

V Trình tự thí nghiệm:

• Dùng bút đánh dấu khoảng cách

có 10, 20, 30 khoảng vân kể từ giao điểm của 2 đường thẳng.

• Dùng thước kẹp đo đọ rộng của

10, 20, 30 khoản vân.

• Từ kết quả đó, tính khoảng vân i Ghi giá trị vào bảng số liệu.

V Trình tự thí nghiệm:

3 Đo khoảng cách L và d’:

• Giữ nguyên vị trí cảu thấu kính f1 và lưỡng lăng kính, đặt

thấu kính f2 = 200 mm phía sau lưỡng lăng kính.

• Di chuyển thấu kính f2 dọc theo thanh đỡ cho đến khi trên

màn ảnh thu được hai chấm sáng có đường kính bé nhất Đó

chính là ảnh của 2 nguồn ảo S1 và S2.

• Đánh dấu vị trí của 2 chấm sáng trên từo giấy trắng.

• Dùng thước kẹp để đo khoảng cách L giữa hai ảnh của hai nguồn ảo S1 và S2 Ghi giá trị thu được vào bảng số liệu

• Dùng thước dây đo khoảng cách d’ từ thấu kính f2 đến màn ảnh Ghi giá trị thu được vào bảng giá trị

• Lặp lại các bước trên ba lần.

V Kết quả thí nghiệm, kết luận:

V Kết quả thí nghiệm, kết luận:

-Sai số của phép đo là không lớn

-Cho thấy kết quả cảu thí nghiệm tương đối chính xác

-Một phần sai số nhỏ có thể do sai số dụng cụ đo