Вимірювання опорів

Опір будь-якого провідника найбільш просто можна визначити за допомогою амперметра і вольтметра: R = U/I. При цьому вважають, що струм, який йде через вольтметр, малий по­рівняно зі струмом у провіднику. Точність такої методики визначається точністю амперметра і вольтметра і, як правило, не дуже велика (7 ~ 10%).

Для більш точних вимірювань опорів використовують метод порівнянь невідомого опору з відомим. Це здійснюють за допомогою місткової схеми, зображеної на рис. 4.4: r₁, r₂,r₃ - відомі опори, r_х - невідомий, G - чутливий гальванометр. Опори плечей моста змінюють і підбирають таким чином, щоб струм гальванометра дорівнював нулю. В цьому випадку:

r₁/r₂=r₃/r_x→r_x=(r₂•r₃)/r₁

Отже, знаючи опори r₁, r₂,r₃, можна знайти невідомий опір r_х. Доведемо рівність r₁/r₂=r₃/r_x→r_x=(r₂•r₃)/r₁. Струм через гальванометр не йтиме, якщо потенціали точок в і г будуть рівними: φ_в = φ_г, а це буде у випадку, коли спад напруги на опорі r₁ буде дорівнювати спаду напруги на опорі r₂: U_ав= U_аг, де U_ae = І_вr₁; U_аг = І_гr₃; І_в і І_г~ сили струму у відповідних ділянках розгалуженого кола. Тобто струм через гальванометр дорівнює нулю, якщо виконується рівність:

І_вr₁= І_гr_{3, →} Ів/Іг= r_3/r₁.

З іншого боку, сили струму у ділянках обернено пропорційні до опору цих ділянок:

(4.3)

Підставивши (4.3) у (4.2), отримаємо (4.1).

Місткова схема використовується вбагатьох приладах, наприклад, в болометрі - приймачі теплового випромінювання. У цьому випадку одним із чотирьох плечей електричного моста є чутливий до змін температури елемент, найчастіше напівпровідниковий резистор (термістор). При попаданні потоку випромінювання на теплочутливий елемент баланс моста порушується і через гальванометр йде струм, величина якого залежить від інтенсивності падаючого потоку.

У реографімісткова схема використовується для спостереження змін опору провідника (яким є ділянка біологічної тканини), обумовлених змінами його об'єму, котрі відбуваються протягом кардіоциклу.