ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 (УИРС)
ИЗМЕНЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА
Цель работы: научиться рассчитывать сопротивления шунтов и добавочных сопротивлений и изготовлять их для расширения пределов измерений амперметра и вольтметра.
ПРИБОРЫи принадлежности: амперметр (миллиамперметр) и вольтметр (милливольтметр), предел которого нужно расширить, контрольные амперметр (миллиамперметр) и вольтметр (милливольтметр), источник тока, реостат, магазин сопротивлений, ключ, медный провод, микрометр, ножницы, наждачная бумага, соединительные провода.
Ход работы
ЗАДАНИЕ 1. Расчет и изготовление шунтов к амперметру.
ПРИМЕЧАНИЕ: пункты 1-5 выполняются студентом дома с занесением в рабочую тетрадь.
1. Записать в тетради вывод формулы для расчета сопротивления шунта.
2. Записать формулу для расчета сопротивления медной проволоки через ее геометрические размеры.
3. Вывести формулу для расчета длины проволоки с заданным сопротивлением.
4. Найти в справочнике удельное сопротивление меди, записать это значение в тетрадь.
5. Зарисовать схему электрической цепи для контроля правильности расчета и работоспособности амперметра с шунтом.
6. Определить (по техническому описанию или путем измерения) внутреннее сопротивление амперметра (миллиамперметра).
7. По таблице 3 выбрать вариант задания для расчета шунта (номер варианта выбирается соответственно номеру бригады или по указанию преподавателя).
8. Рассчитать сопротивление шунта.
9. Рассчитать длину медной проволоки для изготовления шунта.
10. Изготовить шунт с учетом того, что надо взять небольшой запас длины для поджатия под клеммы. Концы шунта должны быть тщательно зачищены от изоляции.
11. Собрать электрическую цепь для проверки изготовленного шунта и провести измерения при различных значениях тока.
12. Записать результаты измерения в табл. 1.
Таблица 1
| Номинальный ток амперметра, А | |||
| Внутреннее сопротивление амперметра, Ом | |||
| Новый предел измерения амперметра, А | |||
| Сопротивление шунта, Ом | |||
| Цена деления шунтированного амперметра, А/дел | |||
| Предел измерения контрольного амперметра, А | |||
| Цена деления контрольного амперметра, А/дел | |||
| Ток по шунтированному амперметру, А | |||
| Ток по контрольному амперметру, А | |||
| Расхождение между показаниями шунтированного и контрольного амперметров, % |
Задание 2. Расчет и изготовление добавочных сопротивлений к вольтметру.
ПРИМЕЧАНИЕ: пункты 1-2 выполняются студентом дома с занесением в рабочую тетрадь.
1. Записать в тетради вывод формулы для расчета добавочного сопротивления.
2. Зарисовать схему электрической цепи для контроля правильности расчета и работоспособности вольтметра (милливольтметр) с добавочным сопротивлением.
3. Определить (по техническому описанию или путем измерения) внутреннее сопротивление вольтметра (милливольтметра).
4. По табл. 4 выбрать вариант задания для расчета добавочного сопротивления (номер варианта выбирается соответственно номеру бригады или по указанию преподавателя).
5. Рассчитать значение добавочного сопротивления для вольтметра.
6. Собрать электрическую цепь для проверки правильности расчета добавочного сопротивления. Реостат использовать в режиме потенциометра (делителя напряжения).
7. Провести измерения для различных значений напряжения.
8. Результаты занести в таблицу 2.
Таблица 2
| Номинальное напряжение вольтметра, В | |||
| Внутреннее сопротивление вольтметра, Ом | |||
| Новый предел измерения вольтметра, В | |||
| Предел измерения контрольного вольтметра, В | |||
| Цена деления контрольного вольтметра, В/дел | |||
| Значение добавочного сопротивления, Ом | |||
| Цена деления вольтметра с добавочным сопротивлением, В/дел | |||
| Напряжение по вольтметру с добавочным сопротивлением, В | |||
| Напряжение по контрольному вольтметру, В | |||
| Расхождение между показаниями вольтметра с добавочным сопротивлением и контрольного вольтметра, % |
Таблица 3 Задания для расчета шунта к амперметру и добавочного сопротивления к вольтметру
| № | Новый предел измерения амперметра, А | Новый предел измерения вольтметра, В |
| 2,2 | ||
| 2,4 | ||
| 2,6 | ||
| 2,1 | ||
| 2,3 | ||
| 2,8 | ||
| 2,7 | ||
| 3,0 | ||
| 2,4 | ||
| 3,2 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Вывести формулу для расчета сопротивления шунтов и добавочных сопротивлений.
2. Как подключаются шунты и добавочные сопротивления к приборам?
3. Объяснить принцип действия вольтметра и амперметра магнитоэлектрической системы.
4. Можно ли измерить сопротивление гальванометра омметром?
5. Что такое вольтовая и токовая чувствительность гальванометра?
6. Когда шунт (добавочное сопротивление) имеет малое сопротивление по сравнению с сопротивлением прибора?
Список рекомендательной литературы
1. Алексеев О.Л., Ворончихин Л.Д., Коврижных Ю.Т. Руководство к лабораторным работам по курсу общей физики: Электричество: – Свердловск, 1974. – с. 7-12.
2. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики: Электричество. – 2-е изд., перераб.: Учебное пособие для физ.-мат. фак-в пед. ин-в. – М.: Просвещение.1969. – с. 124-127.
3. Борисов В.Г., Фролов В.В. Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя. – 3–е изд, стереотип. – М.: Радио и связь, 1995. – с. 5-13.