Федеральное агентство связи
ФГБОУ ВО «СибГУТИ»

Кафедра физики

Лабораторная работа 3.1
Изучение электроизмерительных приборов

Вариант№1


Выполнил студент:

20 Никитюк П.Д. 123220107

группа:

ЗРТ-221

Проверил преподаватель:

Черевко А.Г.

Измерения сняты __________________________

Дата, подпись преподавателя
Отчет принят ______________________________

Дата, подпись преподавателя

Работа зачтена_____________________________

Оценка, дата, подпись преподавателя

Цель работы:

1. 
   Изучить основные электроизмерительные приборы, определить их основные характеристики, освоить методику измерения с помощью этих приборов.
   

2. 
   Исследовать зависимость силы тока от напряжения на резисторе и построить вольтамперную характеристику (ВАХ) резистора.
   

3. 
   Используя амперметр и вольтметр, определить величину неизвестного сопротивления. Записать результат измерения.
   

Краткие теоретические сведения:

1. 
   Закон Ома. Сила тока, протекающего по сопротивлению, прямо пропорциональна напряжению на нем и обратно пропорциональна сопротивлению .
   
2. 
   Абсолютная погрешность (ΔА) показывает на сколько показания (А) прибора отличаются от истинного значения измеряемой величины (А̅) в единицах измерения этой величины.
   
3. 
   Относительная погрешность (δА, [%]) показывает на сколько показания прибора отличаются от истинного значения измеряемой величины в относительных единицах, обычно в процентах.
   

Рабочие формулы:

1. 
   Цена деления:
   

C–цена деления прибора

A_т–максимально возможное показание прибора, предел измерений

N–число делений шкалы

2. 
   Максимальная абсолютная погрешность прибора:
   

A – абсолютная максимальная погрешность прибора

---

– класс точности прибора

A_т – максимально возможное показаниe прибора, предел измерений

3. 
   Чувствительность прибора:
   

S – чувствительность прибора

4. 
   Расчёт сопротивления по закону Ома:
   

R – сопротивление резистора

U – падение напряжения на резисторе

I – сила тока, протекающего через резистор

5. 
   Относительная погрешность сопротивления:
   

R – относительная погрешность измерения сопротивления резистора

I – абсолютная погрешность измерения силы тока

U – абсолютная погрешность измерений падения напряжения

U – падение напряжения на резисторе

I – сила тока, протекающего через резистор

6. 
   Абсолютная погрешность измерения сопротивления:
   

R – абсолютная погрешность измерения сопротивления
R_изм– среднее экспериментальное значение сопротивления
Задания:

1. 
   Изучить аналоговые электроизмерительные приборы.
   

Рисунок 1 - Фотографии исследуемых приборов

Таблица 1. характеристики аналоговых электроизмерительных приборов

Наименование прибора	Система	Класс точности	Предел измерений	Множитель	Число делений шкалы	Цена деления	Чувствительность	Абсолютная погрешность
Вольтметр№1	Магнитоэлектрическая	1.5	5 В	0.5	50	0.1 В	10 В/дел	0.075 В
			10 В	1		0.2 В	5 В/дел	0.15 В
			20 В	2		0.4 В	2.5 В/дел	0.3 В
			30 В	3		0.6 В	1.6 В/дел	0.45 В
Миллиамперметр№2	Магнитоэлектрическая	1.5	100 mA	2	25	4 mA	0.25 mA/дел	1.5 mA
			200 mA	4		8 mA	0.125 mA/дел	3 mA
			500 mA	10		20 mA	0.05 mA/дел	7.5 mA
			2000 mA	40		100 mA	0.01 mA/дел	30 mA
Вольтметр№3	Магнитоэлектрическая	1.5	50 В	1	25	2 В	0.5 В/дел	0.75 В
			100 В	2		4 В	0.25 В/дел	1.5 В
			150 В	3		6 В	1.6 В/дел	2.25 В
			200 В	4		8 В	0.125 В/дел	3 В
Миллиампермет№4	Магнитоэлектрическая	1.5	1 mA	0.02	50	0.02 mA	50 mA/дел	0.015 mA
			5 mA	0.1		0.1 mA	10 mA/дел	0.075 mA
			10 mA	0.2		0.2 mA	5 mA/дел	0.15 mA
			50 mA	1		1 mA	1 mA/дел	0.75 mA

---

2. 
   Определить сопротивление резистора.
   

Описание лабораторной установки:

Установка состоит из регулируемого источника постоянного напряжения с подключенными к нему многопредельными амперметром и вольтметром, и неизвестным сопротивлением. Схема экспериментальной установки показана на рисунке 2.



Рисунок 2 - Схема экспериментальной установки

Ход работы:

1. 
   Согласно варианту, указанному преподавателем, открываю видео файл и с помощью покадровой перемотки останавливаю видео, когда стрелка вольтметра отклонена ровно на пять делений от нуля.
   
2. 
   Записал количество делений и показания вольтметра в таблицу 2.
   
3. 
   Определил значение силы тока, указываемое миллиамперметром и записал в таблицу 2.
   
4. 
   Затем перемотал видео так, чтобы количество делений, на которые отклонена стрелка, увеличилось ещё на пять делений, и записал значения приборов в таблицу 2 и т.д.
   

Таблица 2. ВАХ резистора

Um=10 B γU=1.5 Мн=х1; N=50 Cu=0.2 B/дел		Im=100 mA γI=1.5 Мн=2; N=25 CI=4 mA/дел
U		I
n, дел.	Cu ‧ n B	n, дел.	CI ‧ n mA									R=U/I
0	0	0	0	0.15				1.5				0
5	1	1	4	0.15		15%		1.5		37.5%
10	2	2	8	0.15		7.5%		1.5		18.75%		250
15	3	3	12	0.15		5%		1.5		12.5%		250
20	4	4	16	0.15		3.75%		1.5		9.4%		250
25	5	5	20	0.15		3%		1.5		7.5%		250
30	6	6	24	0.15		2.5%		1.5		6.25%		250
35	7	7	28	0.15		2.14%		1.5		5.36%		250
40	8	8	32	0.15		1.88%		1.5		4.7%		250
45	9	9	36	0.15		1.67%		1.5		4.17%		250
50	10	10	40	0.15		1.5%		1.5		3.75%		250

---

R_изм=250

=2.12%

3. 
   5002 Построить график зависимости силы тока от напряжения на сопротивлении.
   

Рисунок 3 – ВАХ резистора

[Собственная разработка на основе исходных данных]

Вывод: в ходе проведения лабораторной работы были изучены основные электроизмерительные приборы, определены их основные характеристики, освоена методика измерения с помощью этих приборов, исследована зависимость силы тока от напряжения на резисторе, построена вольтамперная характеристика, используя амперметр и вольтметр, определена величина неизвестного сопротивления равная 250 Ом.

Зависимость тока через резистор от напряжения на нем – линейная, коэффициент пропорциональности равен 1/R, значит сплошная линия должна быть прямой. График, приведенный на рисунке 3, соответствует результатам эксперимента.
Ответы на контрольные вопросы.

1. 
   Нарисуйте схемы подключения к измеряемой цепи амперметра и вольтметра.
   

2. 
   Каким условием должны удовлетворять внутренние сопротивления амперметра и вольтметра?
   

Для того, чтобы при своем включении в цепь эти приборы имели минимальное влияние на ее работу, вольтметр должен иметь как можно большее, а амперметр - как можно меньшее сопротивление.

3. 
   Вольтметром на 15 В (класс точности 1,0) измерено напряжение 6,0В. Каковы абсолютная и относительная погрешности измерения?
   

4. 
   Определите цену деления и чувствительность амперметра на 30 мA, шкала которого имеет 500 делений.
   

---

5. 
   Можно ли использовать миллиамперметр на 10 мА для измерения силы тока 10А? Внутреннее сопротивление прибора 50 (Ом).
   

Да, если подключить к амперметру шунт с сопротивлением 0.05 Ом




Решение задач.

1.1. Амперметр с сопротивлением Ra=0.16 Ом зашунтирован сопротивлением R = 0.04 Ом. Амперметр показывает ток I0 = 8 A. Найти ток I в цепи. (40A).

1.2. Гальванический элемент с ЭДС ε=1,5B и внутренним сопротивлением 1Ом замкнут на внешнее сопротивление 4 Ом. Найти силу тока в цепи и падение напряжения на внешнем сопротивлении. (0,3A; 1,2В).



2.1. Внутреннее сопротивление источника питания в n раз меньше внешнего сопротивления R, на который замкнут источник с ЭДСε. Найти силу тока в цепи и падение напряжения на внешнем сопротивлении.



2.2. Вывести формулу для определения дополнительного сопротивления вольтметра и применить ее для решения следующей задачи. Вольтметр с внутренним сопротивлением 2500 Ом показывает напряжение 125 В. Определить дополнительное сопротивление, при подключении которого вольтметр показывает 100 В. (625 Ом).


3.1. Два одинаковых источника тока (ε=1,5В, r= 0,4 Ом) соединены параллельно и замкнуты на внешнее сопротивление 1 Ом. Определить силу тока в цепи. (1,2 A).


3.2. Два одинаковых источника тока (ε=1,5В, r= 0.4 Ом) соединены последовательно и замкнуты на внешнее сопротивление 1 Ом. Определить силу тока в цепи. (1,7 A).

1. 
   Миллиамперметр предназначен для измерения силы тока не более 10 мA. Что нужно сделать, чтобы миллиамперметр можно было использовать для измерения токов до 1 A? Внутреннее сопротивление прибора 9,9 Ом. (0,1Ом).
   

4.2. Шесть элементов с ЭДС ε=1,5В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом каждый, соединены в батарею так, что по нагрузке R=0,2 Ом протекает ток 5.6 A Как соединены элементы? (параллельно).

---

Смотрите также файлы

• Мбоу Ванзетурская средняя общеобразовательная школа.docx

• Внешняя политика Павла I.docx

• Контрольная работа по дисциплине История государства и прав России.docx

• Экономика и право в россии и мире.pdf

• 15 гр Бйректі ызметі зр тзеді.docx