Лабораторна робота №3. РОЗШИРЕННЯ МЕЖ ВИМІРЮВАННЯ АМПЕРМЕТРА ТА ВОЛЬТМЕТРА

 

Мета: експериментально перевірити можливість розширення меж вимірювання амперметра та вольтметра за допомогою шунта та внутрішнього опору.

Обладнання: джерело постійного струму, гальванометр, амперметр шкільний, вольтметр шкільний, шунт, додатковий опір, резистор, з’єднувальні проводи, ключ, магазин опорів Р-33.

Правила техніки безпеки

1. Розпочинати виконання роботи можна тільки з дозволу вчителя.

2. Перед користуванням вимірювальними приладами вивчити їх шкали і допустимі межі вимірювання.

3. Складання електричного кола проводьте у чіткій послідовності за поданою схемою.

4. Складене електричне коло можна вмикати лише з дозволу вчителя.

5. Якщо під час роботи виявлено несправності, негайно вимкніть електроживлення і повідомте про це вчителя.

6. Після закінчення роботи вимкніть джерело струму, розберіть електричне коло та приберіть робоче місце.

Теоретичні відомості

Кожен вольтметр має певну верхню межу вимірювання найбільше значення напруги, яке можна виміряти цим приладом.

Але якщо до вольтметра послідовно приєднати так званий додатковий опір, наприклад резистор, то межа вимірювання вольтметра збільшиться. Це відбудеться тому, що вимірювана напруга U ділиться на дві частини: одна частина припадає на вольтметр (Uв), а друга – на резистор, який забезпечує додатковий опір (Uд): U = Uв + Uд (рис. 1). Згідно зі співвідношенням для послідовно з’єднаних провідників:

де RВ – опір вольтметра;  RД – опір резистора.


Порядок виконання роботи

Дослід 1. Розширення межі вимірювання амперметра

1. Опрацюйте теоретичні відомості.

2. Складіть електричне коло, яке складається з акумулятора, ключа, реостата та гальванометра. За допомогою гальванометра визначте максимальну силу струму в колі (вона повинна складати приблизно 0,5 А). Запишіть ціну поділки гальванометра.

3. Визначте опір наданого Вам амперметра Rа та максимально допустиму для нього силу струму Іа (Іа =200 мА).

4. Використовуючи робочі формули  

 розрахуйте шунт для гальванометра для розширення його межі вимірювання до 0,5 А.

5. Зробіть шкалу амперметра, проградуювавши її від 0 до 0,5 А (тобто слід визначити, якою буде ціна поділки шкали гальванометра при розширенні його межі вимірювання до 0,5 А).

6. Зберіть електричне коло зображене на рис 3, яке складається з акумулятора, ключа, реостата, контрольного амперметра, шунта, гальванометра.

7. Змінюючи за допомогою реостату силу струму в колі, спостерігайте як змінюватимуться покази гальванометра та шунтованого амперметра. Запишіть декілька різних пар значень до таблиці даних та порівняйте покази гальванометра та шунтованого амперметра. Абсолютна похибка шунтованого амперметра дорівнюватиме різниці показів гальванометра та амперметра.




8. Знайдіть похибку шкали шунтованого амперметра. Обчисліть похибки ваших розрахунків. Результати вимірювань, обчислень та спостережень запишіть до складеної Вами таблиці.

Дослід 2. Розширення межі вимірювання вольтметра

1. Опрацюйте теоретичні відомості.

2. Складіть електричне коло, яке складається з акумулятора, ключа, реостата та вольтметра (рис. 4). За допомогою вольтметра визначте максимальну напругу на реостаті (вона повинна складати до 15 В). Запишіть ціну поділки вольтметра.


3. Визначте опір наданого Вам гальванометра Rд та максимально допустиму для нього напругу Uв .

4. Розрахуйте додатковий опір для гальванометра за формулами

5. Знаючи положення стрілки гальванометра при 0 та 15 В проградуюйте шкалу гальванометра в межах від 0 до 15 В. Виготовлену вами шкалу прикріпіть на зворотній стороні шкали гальванометра.

6. Зберіть електричне коло (рис. 5), яке складається з акумулятора, ключа, реостата, контрольного вольтметра, гальванометра та приєднаного до нього додаткового опору (набраного з допомогою магазину опорів Р-33).

7. Замкніть електричне коло і порівняйте покази зібраного Вами і контрольного вольтметрів. Потім за допомогою реостата змініть декілька разів напругу в колі і щоразу записуйте до таблиці даних 2 покази контрольного і сконструйованого Вами вольтметрів. Різниця їх показів і є абсолютна похибка сконструйованого Вами приладу.

8. Знайдіть похибку шкали, сконструйованого Вами приладу та похибку проведених Вами обчислень. Результати вимірювань, обчислень та спостережень запишіть до складеної Вами таблиці даних 2.

9. Зробіть висновок, в якому опишіть свої здобутки, яких Ви набули, виконуючи дану роботу; поясніть причини похибок.

Додаткове експериментальне завдання   

При вмиканні у мережу нагрівних приладів (праски, електричної плитки) лампи, що горять, раптово зменшують свою яскравість. Особливо помітно зменшується яскравість у перший момент; потім вона дещо зростає, але все одно залишається меншою, ніж до ввімкнення приладу. Поясніть явище.

 


Немає коментарів:

Дописати коментар