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

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

BÀI 2: ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
CẦU WHEATSTONE
Học phần
Giảng viên
Nhóm

: Thí nghiệm Vật lý đại cương (Điện-Từ
Quang) : Lê Vũ Trường Sơn
:6
Tên thành viên:

_Nguyễn Quốc Thắng
_Nguyễn Hưng Thịnh

_Nguyễn Anh Tín
_Phan Ngọc Long


I. Mục đích thí nghiệm

NỘI
DUNG

II. Dụng cụ thí nghiệm
III. Cơ sở lý thuyết
IV. Tiến trình thí nghiệm
V. Kết quả

VI. Kết luận

2


I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
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
• Kiểm chứng được
2. u 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.

3


II. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM


III. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Xét mạch điện như hình vẽ
 Vịng ACDA tại nút A :

 Vịng kín BCDB tại nút B :
 Tại nút C: kết hợp lại ta có:
R5

Khi điều chỉnh biến trở để cho Vơn kế = 0 => =0 nên ta có:


IV. TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM
Đo giá trị của điện trở ��1 chưa biết theo trình tự sau đây:
1. Chọn giá trị tương ứng của �1 và �2 sao cho �2 > �1. 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 khơng
cần điều chỉnh máy phát âm tần. Nếu khơng 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 (khơng bị chói
tai do tần số q 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 cơng tắc
qua vị trí ngồi 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 Ω” để tránh thay đổi dịng 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 Ω” thì SV có thể điều
chỉnh núm “×10 Ω” 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 �1 và �2 sao cho �2 > �1.
Lặp lại các bước thí nghiệm từ 1 đến 7.
Thay đổi các điện trở �1 và �2 sao cho �2 > �1 một lần nữa và lặp lại các bước thí nghiệm từ 1 đến 7.
Tiến hành các bước thí nghiệm tương tự cho ��2, Rnt (��1 nt ��2) và Rss (��1 // ��2).
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 dịng điện chạy qua điện kế có cường độ rất nhở mới được phép chuyển
khoa K sang vị trí 1.


V. KẾT QUẢ
Mẫu đo

Lần đo
1
2
3
1
2
3
1
2
3

//

1
2
3

150
150
200
150
150
200
150
150
200
150
150
200

200
220
220

430
570
380

286.6
285
285

1.06
0.53
0.53

200

220
220

100
130
90

66.6
65
67.5

0.23
1.36
1.13

200
220
220

520
688
460

346.6
344
345

1.4
1.2
0.2

200
220
220

85
114
75

56.6
57
56.25

0.01
0.38
0.36


Dựa vào bảng số liệu ở trên ta tính giá trị trung
bình của và trong 4 trường hợp ta có kết quả:
Xét :

Xét :

0.23

1.06

 = = 20.706

==6


Xét

Xét
1









VI. KẾT LUẬN
Từ và thu được ta có:
Mà
Sai số giữa và là không đáng kể nên cho phép đo là chính
xác
Mà
Sai số giữa và là khơng đáng kể nên cho phép là đo chính
xác


BÀI 3: KHẢO SÁT TỪ
TRƯỜNG TRONG ỐNG
DÂY DẪN THẲNG

NỘI DUNG
1

Mục đích thí nghiệm

2 Dụng cụ thí nghiệm
3 Cơ sở lý thuyết
4 Tiến trình thí nghiệm
5
6

Kết quả

Kết luận


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 vịng dây của ống dây
u 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 vịng, có bán kính trung bình R và cuộn dây có dịng
điện I chạy qua. Theo định luật Ampe, ta có:

•

 

ʃ(c)Bds =

Từ cơng thức trên ta có thể suy ra:
Vì ống dây dẫn thẳng nên:
B=

•

với

(vịng/m)

Trong bài này ta ứng dụng hiệu ứng Hall để đo từ trường


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 dịng 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,
ứng với vị trí � = 0. Di chuyển đầu đo dần sang phải, cứ 4cm ghi một giá trị
của � 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 dịng 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.
- 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 vịng dây của ống dây
- Thay ống dây nói trên bằng một ống dây khác khơng rõ mật độ
vịng dây.
- Lặp lại các bước đo đạc như ở thí nghiệm thứ 2. Ghi kết quả thí
nghiệm vào bảng 3.


V. KẾT QUẢ
1. Khảo sát từ trường trong ống dây
Độ chính xác từ trương: 0.01 (mT)

Độ chính xác cường độ dòng điện: 0.1 (A)

X
(cm)

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

B (mT)

-0.33

-0.52

-0.64

-0.66

-0.66

-0.68

-0.66

-0.60

-0.56

-0.47

B (mT)
0
0
-0.1

4

8

12

16

20

24

28

32

36

B (mT)

-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.8

20

x (cm)
B (mT)


V. KẾT QUẢ
2. Khảo sát sự phụ thuộc cảm ứng từ B vào cường độ dòng điện I

Số vòng dây N : 30cm
I(A)

B(mT)

Chiều cài ống dây L: 30cm
1

2

3

4

5

6

Lần 1

-0.13

-0.26

-0.37

-0.49

-0.65

-0.76

Lần 2

-0.13

-0.25

-0.38

-0.49

-0.62

-0.75

Lần 3

-0.14

-0.27

-0.38

-0.50

-0.63

-0.75

B (mT)

-0.133

-0.26

-0.377

-0.493

-0.633

-0753

B (mT)

B (mT)
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1

2

3

4

I (A)
B (mT)

5

6


V. KẾT QUẢ
3. Xác định mật độ vòng dây
I(A)

B(mT)

1

2

3

4

5

6

Lần 1

0,50

1,03

1,53

2,05

2,56

3,07

Lần 2

0,51

1,04

1,52

2,06

2,57

3,06

Lần 3

0,50

1,03

1,52

2,05

2,56

3,07

B (mT)

0,50

1,03

1,52

2,05

2,56

3,07

B (mT)
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1

22

2

3

4
B (mT)

5

6


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 vịng dây theo hệ số góc k so với cơng thức n0 =

có sự chênh lệch nhưng

khơng nhiều.
Sai  số là do trong q trình đo có sai sót, cấp chính xác của thiết bị đo.
b, Xác định mật dộ vịng 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


BÀI 4: ĐO CHIẾT SUẤT BẢN
THỦY
TINH BẰNG KÍNH HIỂN VI

2


I/ Mục đích thí ngiệm
II/ Dụng cụ thí nghiệm
III/ Cơ sở lý thuyết

Nội
Dung

IV/ Tiến trình thí nghiệm
IV/ Tiến trình thí nghiệm

V/ Kết quả thí nghiệm

VI/ Kết luận