Physikalisches Grundlagenlabor
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2 Grundlagen 2.1 • Strom I, Spannung U , Widerstand R, Leistung P , Energie E Physikalisches Grundlagenlabor • Reihenschaltung, Parallelschaltung, Kirchhofsche Gesetze, Ohmsches Gesetz Versuch 4.2 Messbrücke nach Wheatstone 1 Fachbegriffe Geräte 2.2 Theorie • Stöpsel-Widerstandsdekade Rx • Walzenbrücke 100Ω, 1000Skt. Die Wheatstonesche Brücke besteht aus vier Widerständen R1 , R2 , RN und Rx , die in der dargestellten Brückenschaltung miteinander verbunden sind. Die Widerstände R1 und R2 sind als Walzenbrücke mit 1000 Skalenteilen ausgeführt, der Vergleichswiderstand RN als Stöpsel-Widerstands-dekade. An den Punkten A und B liegt eine Spannungsquelle U, zwischen C und D ein Galvanometer. R0 ist ein Schutzwiderstand, der verhindern soll, dass das Galvanometer überlastet wird • Vorwiderstand R = 1000Ω • Schalter S • Tastschalter T • Galvanometer • bekannter Widerstand Rx = 1Ω • zwei unbekannte Widerstände Rx 1 und Rx 2 • Spannungsquelle U = 2V 1 RN C Galvanometer R1 R2 D Walzenbrücke A S U0 B R0 T *Messschaltung erstellt: 23.6.2017 4 Wenn für das Widerstandsverhältnis gilt R1 Rx = R2 RN Versuchdurchführung Mit der Wheatstoneschen Brücke sind 2 unbekannte Widerstände, Rx1 und Rx2 , zu messen. Anschliessend werden die beiden gemessen Widerstände mit dem 1Ωdann sind die Punkte C und D auf gleichem Potential und durch das Widerstand geschaltet wie folgt: Galvanometer flieÃt kein Strom. Durch Abgleich der Widerstände R1 und R2 bei geeignet gewähltem Widerstand RN kann daher ein unbekannter • parallel Widerstand Rx bestimmt werden. RN wird so gewählt, da die Walzenbrücke • in Reihe bei Stromlosigkeit des Galvanometers etwa im Verhältnis 1:1 wird. (1) • gemischt Die Widerstände der Schaltungen werden ebenfalls mit der Wheatstonschen Messbrücke bestimmt. (Bei der gemischten Schaltung soll der in Reihe geschaltete Widerstand der Zunächst soll der bekannte Widerstand von 1Ω mit der Brücke überprüft wer1Ω-Widerstand sein!) den. Für den Widerstand RN ist eine geeignete Dekade zu wählen. Zum AbDas Messergebnis wird durch Berechnung der Widerstände der Schaltungen gleich der Brücke wird der Schalter S kurzzeitig geschlossen und die Anzeige des aus den Einzelwiderständen unter Berücksichtigung der Messfehler überprüft. Galvanometers beobachtet. Das Galvanometer ist durch Abgleich der Widerstände R1 und R2 auf den Anzeigewert Null zu bringen. Erst wenn die Anzeige Null ist, wird durch eine Überbrückung des Vorwiderstandes R0 mit Hilfe ei- WICHTIG: Es ist zu beachten, dass das Galvanometer nur kurzzeitig nes Tastschalters T die Feinabstimmung vorgenommen, indem bei gedrücktem stärker belastet werden darf. Keine andere Spannung (U = 2V ) als die geTastschalter das Galvanometer nochmals auf die Anzeige Null eingestellt wird nannte verwenden! Vor dem Umstecken auf andere zu messende Widerstände (vgl. Messschaltung Seite: 1). An der Skaleneinteilung der Walzenbrücke lät Schalter S öffnen! Nach Beendigung des Versuches sind die Anschlussklemmen 1 des Galvanometers kurzzuschliessen! sich nun das Widerstandsverhältnis R R2 ablesen. 3 Versuch 2 erstellt: 23.6.2017
