ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНЕСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»‎

Кафедра общей и технической физики

Лабораторная работа

По дисциплине: Физика

Тема работы: Изучение работы цифрового мультиметра

Выполнил: студент гр. ТОА-22 _______ Афанасьев И. А.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)

Оценка:

Дата:

Проверил

Руководитель работы: _______ _______ _____________

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2023
Цель работы:

Изучение работы цифрового мультиметра

Краткое теоретическое содержание:

Явление, изучаемое в работе: Возникновение электрического тока в цепи.

Определения:

Электрический ток – направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.

Индуктивность – физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрических цепей

Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока

Емкость – физическая величина, которая определяет отношение между накопленным зарядом на обкладках и разностью потенциалов между ними.

Сила тока – скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени, в течение которого шел

---

 ток.

На­пря­же­ние – фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на, ко­то­рая равна ра­бо­те элек­три­че­ско­го поля по пе­ре­ме­ще­нию еди­нич­но­го за­ря­да из одной точки в дру­гую.

Мультиметр (от англ. слов multy – много и metr – мера) – это многофункциональный и многопредельный измерительный прибор. Существуют аналоговые и цифровые мультиметры.

Конденсатор – это система двух обкладок, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников, слу­жа­щая для на­коп­ле­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да.

Законы и соотношения:

1)Закон Ома для участка цепи: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

(1)

I – сила тока в проводнике [А];

U – электрическое напряжение [В];

R – электрическое сопротивление проводника [Ом].


2)Первый закон Кирхгофа: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.

I1 = I2 + I3 (2)

I1- ток, втекающий в узел [А];

I2 и I3 — токи, вытекающие из узла [А];

3)Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.

(3)

- Алгебраическая сумма ЭДС [В];

- алгебраическая сумма падений напряжения [В];
Схема установки:



Рисунок 1. Схема цепи

1 - Резисторы

2 - Вольтметры

3 - Источник питания

4 - Амперметры
Основные расчетные формулы:

(4)

I – сила тока в проводнике [А];

U – электрическое напряжение [В];

R – электрическое сопротивление проводника [Ом].

Формула для расчёта погрешности косвенных измерений:

---

Таблицы с результатами измерений и вычислений:



Таблица 1. Результаты измерений первого задания



Таблица 2. Результаты измерений второго задания



Таблица 3. Результаты вычислений второго задания



Таблица 4. Результаты измерений третьего задания



Таблица 5. Результаты вычислений третьего задания



Таблица 6. Результаты измерений температуры воды

Пример вычислений:

Задание 1

R= (14,99±0,15) кОм

=0,15/14,99*100%=1%

C= (51,0±3,3)мкФ

=3,3/51*100=6,47%

L= (0,225±0,026) мГн

= 0,026/0,225*100%=11,6%

Задание 2

R=U/I

R1=U1/I1=4,11/(0,24*10^(-3))=17,13 кОм

ΔR1=R1( =17,13( =2,35 кОм

R= (17,13±2,35) кОм

1)При Imax=20 мА

I=I±(0,8%I+3k), где k=10 мкА

I1=0,24± (0,8%*0,24+30*10^ (-3)) = (0,24±0,03) мА

= 0,03/0,24*100%=12,5%

При Imax=2 мА

I=I±(0,8%I+3k), где k=1 мкА

I5=0,029± (0,8%*0,029+3*10^ (-3)) = (0,029±0,003) мА

=0,003/0,029*100=10,3%

2)При Umax=20 В

U=U±(0,5%U+3k), где k=10 мВ

U1=4,11± (0,5%*4,11+30*10^ (-3)) = (4,11±0,05) мВ

= 0,05/4,11*100%=1,2%

При Umax=2 В

U=U±(0,5%U+3k), где k=1 мВ

---

U5=1,769± (0,5%*1,769+3*10^ (-3)) = (1,769±0,012) В

=0,012/1,769*100%=0,67%

3)

Исходные данные:

=10 В

R1=17,13 кОм

R2=7,34кОм

R3=7,3 кОм

Решение

1)R01-2=R1*R2/(R1+R2) =5,14 кОм (т. к. соединение параллельное)

Rо= R01-2+R3=12,47 кОм (т. к. соединение последовательное)

2)Iо= /(Ro+r) =10/12,47=0,801 мА

I1+I2=I0=I3=0,801 мА

I1+I2=0,801 и I1/I2=R2/R1

I1=0,24 мА I2=0,56 мА

3) U1=U2=R1*I1=4,11 В

U3=I3*R3=5,84 В

Проверка правил Кирхгофа

1)I1+I2-I3=0,24+0,56-0,801≈0

2) =10В

U1+U3=5,84+4,11=9,95 В

≈ U1+U3

Графический материал:



График 1. Зависимость температуры воды от времени

Анализ полученных результатов. Вывод.

R1= R± ΔR= (17,13±2,35) кОм

ΧI1= *100%=0%

ΧI2= *100%=0%

ΧI3= *100%=1,12%

ΧU1= *100%=0%

ΧU2= **100%=0%

ΧU3= **100%=1,19%

В результате проведенной работы был изучен принцип работы цифрового мультиметра путем определения различных электрических величин, таких как сопротивление резистора, напряжение и сила тока в цепи, индуктивность катушки и емкость конденсатора, а также выведена абсолютная погрешность, зависящая от разрешающей способности. Были проверены закон Ома для участка цепи и правила Кирхгофа опытным путем. Была измерена температура воды мультиметром.

---

Смотрите также файлы

• Инструкция по работе с системой тестирования скфу.pdf

• Место прохождения технологической практики ао "АрселорМиттал Темиртау".docx

• Рабочая программа по физической культуре для 3 класса разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования,.pdf

• Строение семян Учитель биологии мбоу сош 4 Сергеева Лариса Ивановна 01. 12. 2022 г.pptx

• Направление подготовки 38. 03.docx