مقدمه

وقتي بين دو سر سيمي يک اختلاف پتانسيل الکتريکي برقرار شود، از آن جرياني عبور مي‌کند که شدتش به مقاومت الکتريکي سيم بستگي دارد. اولين بار اهم دانشمند آلماني کتابي در اين زمينه منتشر نمود که در آن شرح آزمايشهاي مربوط به رابطه اختلاف پتانسيل با شدت جريان را نشان مي‌داد. رابطه بين شدت جريان و اختلاف پتانسيل را به احترام اين دانشمند که اولين بار موفق به کشف آن شد، قانون اهم مي‌نامند.

تئوري آزمايش

وقتي دماي سيم ثابت باشد و بين دو سر سيم اختلاف پتانسيلهاي مختلفي برقرار گردد، شدت جريانهايي که از سيم مي‌گذرد متناسب با اختلاف پتانسيلهاي دو سر آن است. اگر دو سر رساناي R به اختلاف پتانسيل V مربوط باشد و جرياني به شدت I از آن عبور کند، همواره نسبت اختلاف پتانسيل به شدت جريان مقداري است ثابت که به آن مقاومت الکتريکي رسانا مي‌گويند:
V/I = R (مقدار ثابت) يا V = IR
اين رابطه نشان مي‌دهد که منحني نمايش تغييرات اختلاف پتانسيل بر حسب شدت جريان خطي است. موقعي که جريان الکتريکي از سيم عبور مي‌کند، مطابق قانون ژول در آن گرما ايجاد مي‌شود و گرماي حاصل باعث تغيير مقاومت رسانا مي‌شود. در اين آزمايش از تغييرات دما صرفنظر مي‌شود، پس هر بار که شدت جريان در مدار تغيير داده مي‌شود، به کمک کليد جريان را قطع کرده و چند دقيقه صبر کرده ، مجددا کليد وصل شود.

هدف آزمايش

بررسي قانون اهم و بهم بستن مقاومتها بطور متوالي (سري) ، موازي (انشعابي) و ترکيبي

وسايل آزمايش

پتانسيومتر - چند مقاومت معلوم - ولت‌ سنج - ميلي آمپرسنج - منبع تغذيه - سيمهاي رابط - کليد قطع و وصل

روش آزمايش

دو سر پتانسيومتر را به باتري وصل کرده و در سر راه آن يک کليد قطع و وصل قرار دهيد. يک طرف پتانسيومتر را به مقاومت مجهول و طرف ديگر را به آمپرسنج ببنديد. طرف ديگر آمپرسنج را به قسمت متحرک پتانسيومتر متصل کنيد. ولت سنجي را بطور انشعابي با مقاومت مجهول قرار دهديد تا اختلاف پتانسيل دو سر آنرا نشان دهد. کليد را وصل کرده و مقادير اختلاف پتانسيل دو سر مقاومت و شدت جرياني را که از آن مي‌گذرد را بوسيله ولت سنج و آمپرسنج بخوانيد و مقادير مربوط به آنرا يادداشت کنيد. سپس قسمت لغزنده پتانسيومتر را تغيير دهيد و هر بار اختلاف پتانسيل و شدت جريان مربوط به آنرا در جدولي يادداشت کنيد.
حال منحني نمايش تغييرات اختلاف پتانسيل بر حسب شدت جريان را رسم کنيد. شيب خط برابر مقاومت است.
tag? = V/I = Rx (شيب خط)

بهم بستن مقاومتها بطور متوالي

سه مقاومت معلوم R1 و R3 و R2 را بطور متوالي به يکديگر مربوط کنيد و مجموعه را با يک آمپرسنج و مولد بطور موازي بهم ببنديد. (شکل مقابل)
مقاومت معادل را از رابطه R = R1 + R2 + R3 بدست آوريد.

مقاومت معادل

مقاومتي را معادل چند مقاومت ديگر گويند که اگر آنرا بجاي چند مقاومت فوق در مدار و در همان شرايط قرار دهند، شدت جريان کل تغييري ننمايد. متناسب با احتياجي که در کاربرد مقاومتها پيش مي‌آيد مي‌توان آنها را بطور متوالي يا بطور موازي بهم بسته و در مدار جريان قرار داد. اختلاف پتانسيل دو سر مجموعه مقاومتها را با ولت سنج اندازه گيري کرده و شدت جرياني را که از آنها مي‌گذرد از روي آمپرسنج بخوانيد و با استفاده از قانون اهم مقاومت مجموعه را بدست آوريد. مقاومت معادل را که از دو راه بدست آورده‌ايد، با يکديگر مقايسه کنيد.

بهم بستن مقاومتها بطور موازي

سه مقاومت معلوم R1 و R3 و R2 را بطور موازي به يکديگر ببنديد. دو سر مجموعه را بطور متوالي به آمپرسنج و کليد قطع و وصل و مولد ببنديد و ولت سنجي را که بطور انشعاب وصل کنيد. کليد را وصل کنيد و مقادير اختلاف پتانسيل دو سر مقاومتها و شدت جريان اصلي را بخوانيد و مطابق قانون اهم مقدار مقاومت مجموعه را بدست آوريد. مقاومت معادل را يک بار هم از رابطه R-1 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 محاسبه کنيد. دو مقداري را که براي مقاومت معادل بدست آورده‌ايد، باهم مقايسه کنيد.

بهم پيوستن ترکيبي

دو مقاومت R1 و R2 را بطور موازي بهم مربوط کنيد و مجموعه را با مقاومت R3 و کليد قطع و وصل و مولد بطور متوالي بهم ببنديد. شدت جريان اصلي و فرعي در هر يک از انشعابها را با آمپرسنجي اندازه گيري کنيد. با ولت سنجي اختلاف پتانسيل دو سر تک تک مقاومتها را و همچنين اختلاف پتانسيل سطح بين کليه مقاومتها را اندازه گيري کنيد.
جدول زير را پر کنيد.

R	VA - VC	VB - VC	VA - VB	i2	i1	I
...	...	...	...	...	...	...

مقاومت معادل را از رابطه VA - VC = RI بدست آورده و آنرا با مقاومت معادل که از راه محاسبه حاصل شده است مقايسه کنيد و درصد خطا را بدست آوريد.
منبع:http://atwis.com /س