42461

Мосты постоянного тока и комбинированные приборы

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Краткие теоретические сведения Мостовые методы измерения параметров электрических цепей широко применяются в измерительной технике. Одинарные мосты как правило применяются для измерения относительно больших сопротивлений двойные − для измерения малых сопротивлений. Мост Уитстона представляет собой прибор применяемый для измерения сопротивления постоянному току сравнительным методом.

Русский

2013-10-29

73 KB

32 чел.

Лабораторная работа № 2

Мосты постоянного тока и комбинированные приборы

Цель работы: изучить принцип работы мостов постоянного тока и приобрести умения и навыки измерения сопротивлений с помощью мостов; приобрести умения и навыки измерения сопротивления, напряжения и силы тока с помощью комбинированных приборов.

Оборудование: мосты постоянного тока, комбинированные приборы, резисторы, источники постоянного и переменного тока.

2.1. Краткие теоретические сведения

Мостовые методы измерения параметров электрических цепей широко применяются в измерительной технике. Эти методы дают возможность измерить сопротивление, ёмкость и индуктивность с высокой точностью.

Высокая точность обусловлена применением измеряемых образцовых мер сопротивления, ёмкости и индуктивности. Мостовая схема может иметь вид четырёхполюсника, состоящего из резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности или их комбинаций. Мосты бывают уравновешенные и неуравновешенные, одинарные и двойные, для постоянного и переменного токов. Одинарные мосты, как правило, применяются для измерения относительно больших сопротивлений, двойные − для измерения малых сопротивлений.

С принципом действия мостовой схемы ознакомимся на примере моста Уитстона. Мост Уитстона представляет собой прибор, применяемый для измерения сопротивления постоянному току сравнительным методом.

Воспользуемся правилами Кирхгофа для расчёта моста постоянного тока. На схеме показаны плечи моста:  искомое Rх, эталонное  Rэ и два вспомогательных R1, R2 сопротивления.

Запишем первое правило Кирхгофа для узлов 1 и 2, с учётом правила знаков:

         (2.1)

Запишем второе правило Кирхгофа для контуров 1231 и 1421, последовательностью нумерации задав направление обхода (по часовой стрелке)

                            (2.2)

Правая часть обращается в нуль, так как э.д.с. в этих контурах отсутствуют. Меняя величину эталонного и соотношение вспомогательных сопротивлений, можно добиться равенства нулю показаний гальванометра. Тогда система уравнений упрощается

                                (2.3)

Разделив третье уравнение на четвертое, получим  формулу для расчёта искомого сопротивления

                             (2.4)

Простейший мост Уитстона может быть собран на основе реохорда с ползунком, эталонного сопротивления (магазин сопротивлений) и нуль индикатора (например, гальванометр). Промышленностью выпускаются высокоточные мосты постоянного тока разных классов.

2.2. Определение сопротивления с помощью реохордного моста     постоянного тока

Порядок выполнения работы.

1. Собрать цепь в соответствии со схемой (рис. 2.2).

2. Установить движок на середине реохорда.

3. Подобрать на магазине сопротивлений такое сопротивление Rэ, при котором ток через гальванометр равен нулю (Rx1 = Rэ).

4. Повторить измерения для второго резистора Rx2,

5. Измерить сопротивления при последовательном и параллельном соединениях Rx1 и Rx2 проверить формулы:

                                           (2.5)

                                             (2.6)

6. Оценить погрешность.

7. Ознакомиться с другими предложенными мостами, которые, например, принципиально могут выглядеть так (рис.2.3):

Изучив инструкцию к предложенному прибору, провести те же измерения, что и с реохордным мостом.

Один из представителей класса комбинированных электроизмерительных приборов − ампервольтомметр (АВОметр), предназначен для измерения постоянного и переменного тока и напряжения и сопротивления постоянному току. Конструктивно прибор состоит из следующих основных частей:

  •  измерителя магнитоэлектрической системы с диодным преобразователем;
  •  панели, клемм, переменного резистора.

При измерении тока и напряжения, прежде всего, нужно поставить переключатель вида работ в соответствующее положение, далее поставить в соответствующее положение переключатель рода тока (переменный или постоянный), затем выбрать необходимый предел измерения. Обычно, для того чтобы не повредить прибор, измерения начинают с самого большего предела, постепенно приближаясь к самому удобному.

Простейшим прибором для измерения сопротивлений является омметр с последовательным включением неизвестного сопротивления Rx. Принципиальная схема омметра показана на рис. 2.4. Применив правила Кирхгофа, при R >> RA можно получить

                                      (2.7)

откуда видно, что между Rx и IА существует связь. Следовательно, шкалу амперметра можно проградуировать в омах. Она будет нелинейной.

Порядок выполнения работы.

  1.  Поставить переключатель «Вид работы» в положение «r».
  2.  Поставить основной переключатель на необходимый диапазон.
  3.  Закоротить клеммы, к которым подключается неизвестное сопротивление Rx (Rx = 0) и, изменяя R, добиться отклонения стрелки до отметки «0» по шкале сопротивлений (в этом случае IА = IАmax).
  4.  Подключить резистор с неизвестным сопротивлением и определить его значение.

Контрольные вопросы и задания

  1.  Какими преимуществами обладает метод определения сопротивления мостом Уитстона по сравнению с методом амперметра и вольтметра?
  2.  Почему на реохорде АВ (рис. 2.2) всегда можно найти такую точку D, потенциал которой равен потенциалу точки С?
  3.  Выведите условие равновесия моста.
  4.  Изменится ли условие равновесия моста, если гальванометр и источник тока поменять местами?
  5.  Почему гальванометр, применяющийся в мосте Уитстона, имеет двухстороннюю шкалу с нулём посередине?
  6.  При каком условии погрешность измерения сопротивления с помощью моста будет минимальной?
  7.  Выведите формулу (2.7).
  8.  Объясните, с какой целью закорачивают входные клеммы омметра и вращают ручку переменного резистора R. В какой момент следует прекратить вращать ручку переменного резистора?

[3, § 58; 8]

22


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28661. Революционная ситуация 1879-1881 гг. Крепостническая реакция и контрреформы 80-90-х гг. XIX в. 14.17 KB
  Дознание по таким делам осуществлялось корпусом жандармов. все наиболее важные дела по политим преступлениям стали рассмся Особым присутствием сената с участием сословных представителей. из компетенции суда присяжных были выведены дела о печати в 1874 г. из ведения общих судов дела о противозаконных сообществах и участии в них в 1878 г.
28662. Предмет и метод истории и права России 12.37 KB
  История государства и права России изучает политические и правовые институты существовавшие в процессе исторического развития Российского государства. История государства и права России рассматривает конкретные политические и правовые явления прежде всего фактический материал для установления закономерностей общих поступательных тенденций развития российского государства и права. В этом история государства и права неразрывно связана и с общей историей России и с теорией государства и права. Отличия состоят в том что история изучает более...
28663. Возникновение государственности у восточных славян в VII-IX вв. Причины образования Древнерусского государства. Процесс складывания государственных органов и правовых институтов. Сущность «норманнской теории» происхождения Древнерусского государства 14.58 KB
  Стали образовывать союзы племенных союзов которые по отношению к внеш. племенам выглядели единым целым но в некот. Появляются первые датируемые славянские летописи из котх следовало что поляне платят дань хазарам коте создали Хазарский Каганат а словены зависели от полян. группа лиц аппарат котые занимались только управлением.
28664. Киевское государство – раннефеодальное государство 13.46 KB
  признаки: 1 юридическая безответственности носителя власти; 2 нет постоянных институтов власти получающих плату за свою деятельность; 3 первоначально не был установлен механизм передачи власти по старшинству т. от отца к старшему сыну; 4 существовала наследственность власти; 5 существовал совет при князе но без юридического статуса; 6 в особых случаях могло собираться вече являвшееся чрезвычайным органом и т. Однако полного единства в ней не было органов власти кроме местного князя или его наместника находившегося в родственной...
28665. Происхождение «Русской Правды». Ее редакция и состав. Содержание Краткой и Пространной Правды 12.92 KB
  Ее редакция и состав.Условно делятся на 3 основные редакции: 1 Краткая редакция первая по времени создания; 2 Пространная ред.; 3 Сокращенная ред. Краткая редакция состоит из 2 частей в объеме 43 ст.
28666. Привилегии феодалов по «Русской Правде». Положение смердов, закупов, холопов по «Русской Правде» 12.83 KB
  Если он отказывался работать или плохо работал хозяин имел право бить. Если хозяин пытался выдать закупа за холопа то закуп освобождался а сам хозяин мог быть наказан.
28667. Право собственности и наследования по « Русской Правде». Понятие преступления по «Русской Правде». Группы и виды преступлений. Виды наказаний 13.72 KB
  Право собственности и наследования по Русской Правде. Содержание права собственности по РП различалось в зависимости от субъектасобственника и объекта собственности. Объектом собственности первоначально были вещи принадлежащие человеку конь боевое снаряжение одежда позднее объектом собственности становится земля и другие виды угодий. Жена сохраняла право собственности на свое приданое и могла передавать его по наследству.
28668. Суд и судебный процесс в Древнерусском государстве 12.11 KB
  В случае отказа или невозможности это сделать вина последнего считается доказанной; 2 свод очная ставка; 3 гонение следа поиск доказательств и преступника следование по следам. Предусматривалась определенная система доказательств которая состояла из свидетельских показаний вещественных доказательств ордалий. В некоторых случаях имели доказательственное значение внешние признаки и вещественные доказательства. Имелась и система формальных доказательств ордалии.