42482

Расширение пределов измерений приборов магнитоэлектрической системы

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр параллельно гальванометру подключают сопротивление называемое шунтом рис. Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз то ; тогда и 5.4 Если цена деления гальванометра по току равна k1 цена деления амперметра стала равной k1n а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.

Русский

2013-10-29

94 KB

53 чел.

Лабораторная работа № 5

Расширение пределов измерений приборов

магнитоэлектрической системы

Цель работы: изучить методы расчёта шунтов и добавочных сопротивлений; расширить пределы измерения гальванометра по току и напряжению; экспериментально проверить выполненные расчёты.

Оборудование: гальванометр, два магазина сопротивлений, реостат, амперметр, вольтметр, источник питания постоянного тока, ключ, трёхполюсный переключатель.

5.1. Краткие теоретические сведения

За основу измерительного прибора часто берут чувствительный гальванометр. Подключив к нему различным способом сопротивления, его применяют в зависимости от целесообразности для измерения напряжения или тока. Это возможно, так как по закону Ома напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу. Амперметры и вольтметры отличаются внутренними сопротивлениями, ценой деления и шкалами.

Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр, параллельно гальванометру подключают сопротивление, называемое шунтом (рис. 5.1).

При параллельном соединении напряжение на приборе и шунте одинаково, т.е.

                                      (5.1)

а общий ток равен сумме токов, протекающих через шунт и прибор

                                      (5.2)

Из (5.2) найдём  и подставим его в (5.1):

                                      (5.3)

откуда .

Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз, то ; тогда  и

                                                       (5.4)

Если цена деления гальванометра по току равна k1, цена деления амперметра стала равной k1n, а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.

Для использования гальванометра в качестве вольтметра к гальванометру последовательно подключают добавочное сопротивление (рис. 5.2).

Пусть Un − напряжение на гальванометре, при котором его стрелка отклоняется на всю шкалу, и требуется этим прибором измерить напряжение U в n раз большее Un, т.е. .

При последовательном подключении к гальванометру добавочного сопротивления  сопротивление полученного вольтметра , а напряжение на нём

                                            (5.5)

или , но ; .

Разделив левую и правую части на , получим искомое сопротивление . ; ;

                                                      (5.6)

Длину проволочных шунтов и добавочных сопротивлений можно определить так:

                                                        (5.7)

где S − площадь поперечного сечения проводника; − удельное сопротивление проводника.

Класс точности шунтов и добавочных сопротивлений должен соответствовать классу точности прибора, пределы измерения которого расширяются. Для изготовления их используют проводники с малым коэффициентом температурного сопротивления и малым коэффициентом термоЭДС (например, манганин).

5.2. Порядок выполнения работы

Задание 1. Расширение предела измерения по току.

  1.  Получить у преподавателя задание: во сколько раз нужно расширить предел измерения гальванометра, т.е. значение числа n.
  2.  Собрать цепь по схеме рис. 5.3, где R0 − магазин сопротивлений Р33; Rш − магазин сопротивлений Р32.

  1.  С помощью ручек сопротивления R0 установить максимальное сопротивление.
  2.  Замкнуть ключ К1. Изменяя значение R0, добиться отклонения стрелки гальванометра на всю шкалу.
  3.  Разомкнуть ключ К2.
  4.  Рассчитать сопротивление шунта (5.4).
  5.  Набрать с помощью ручек Rш найденное значение сопротивления шунта.
  6.  Замкнуть ключ К2 и подрегулировать точное положение стрелки на максимальное деление шкалы.
  7.  Замкнуть ключ К1. Если расчёт и установка шунта выполнены верно, то стрелка гальванометра должна установиться на число делений в n раз меньшем, чем при разомкнутом ключе К1, т.е. при отсутствии шунта.
  8.  Рассчитать длину проволоки, которую можно использовать в качестве шунта для того, чтобы расширить предел измерения гальванометра по току в то же число раз (5.7).

Задание 2. Расширение предела измерения гальванометра по напряжению.

1. Собрать цепь по схеме (рис. 5.4)

2. Рассчитать добавочное сопротивление по формуле (5.6), где все значения оставлены прежними, и выставить его с помощью ручек магазина сопротивлений.

3. Поставить ключ К2 в положение 1.

4. Включить ключ К1 и изменением сопротивления потенциометра добиться максимального отклонения стрелки гальванометра.

5. Перевести ключ К2 в положение 2. Если значение дополнительного сопротивления рассчитано и установлено верно, то показание гальванометра будет в n раз меньше, чем первоначальное.

6. Рассчитать длину добавочного сопротивлении.

Контрольные вопросы

  1.  Что называется ценой деления прибора? чувствительностью?
  2.  Смысл и назначение множителей шунта и добавочного сопротивления?
  3.  Как расширить предел измерения амперметра? вольтметра?
  4.  Каково соотношение между внутренним сопротивлением амперметра и сопротивлением цепи, в которую он включается? Почему?
  5.  Каково соотношение между внутренним сопротивлением вольтметра и сопротивлением участка, на котором измеряется напряжение? Почему?
  6.  Как и почему изменяется чувствительность амперметра при использовании шунта?
  7.  Как и почему изменяется чувствительность вольтметра при подключении добавочного сопротивления?
  8.  Какие требования предъявляются к материалам, используемым для изготовления шунтов? добавочных сопротивлений?
  9.  Почему приборы магнитоэлектрической системы имеют равномерную шкалу?

[8; 9]

40


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55798. Розвиток особистісного потенціалу учнів на уроках з фізики 256 KB
  Як вчитель допомагаю учням на уроках та в неурочний час оволодіти технологіями життєтворчості прагну створити умови для розкриття внутрішнього потенціалу самооцінки самореалізації самоконтролю учнів...
55799. Розвиток пізнавальної активності в процесі рішення творчих задач 87 KB
  Дуже часто навчання зводиться до розуміння й відтворення прийомів дій типових способів вирішення завдань. Дуже часто при такому аналізі на перший погляд абсурдна ідея перевтілюється й відкриває шлях до вирішення проблеми.
55800. Може, маленька дитина повторює те, що було вже зроблено, створено іншими людьми, але якщо це діяння – плід її власних зусиль, – вона творець; її розумова діяльність – творчість 49 KB
  Щоб сформулювати творчі здібності дитині необхідно якнайбільше вражень про навколишній світ під час виконання різних видів діяльності який їй подобається найбільше а потім в усіх притаманних учням видах діяльності гра малювання конструювання...
55801. РОЗВИТОК КРЕАТИВНОГО МИСЛЕННЯ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ ТА НАВЧАННЯ ГРАМОТИ 116 KB
  Бо стає важливим не стільки обсяг знань якими володіє людина скільки вміння застосовувати їх у конкретній ситуації. Скільки вовків було у норі Ізза пенька показалось 6 заячих вух. Скільки вух тепер видно Скільки вушок у зайців Скільки крил у горобців
55802. Розвиток творчого мислення молодших школярів як засіб формування життєвої компетентності 107 KB
  Научання предмету грань розумового розвитку учнів Розвиток одночасно із засвоєнням знань Читання джерело думки Значення предметів естетичного циклу та фізкультури для розвитку творчого мислення...
55803. Розвиток пізнавального інтересу на уроках математики як засіб підвищення якості знань учнів 241.5 KB
  Де вчитель там і школаМатематика служниця вчителяМатематика завжди незважаючи на всілякі вдосконалення в методі викладання залишиться для учнів важкою роботою. Вихідною умовою становлення досвіду роботи стали результати діагностики які свідчать про зниження інтересу учнів до уроків математики що спричиняє погіршення результатів навчання і якості знань з математики. Визначальною умовою становлення досвіду є створення умов що сприяють удосконаленню якості знань учнів з математики посилення їх мотивації...
55804. Розвиток мовленнєвої компетентності дітей під час нетрадиційної роботи за казками В. Сухомлинського 47 KB
  Хід заняття: Дітки давайте привітаємось з нашими гостями. Давайте ми зараз розкажемо про осінь яка вона. Подивіться на нашу берізку що на ній не вистачає Давайте прикрасимо її золотими стрічками. Давайте я почну а ви продовжите діти переказують казку за картинками.
55805. Зображення людини в русі. Різні художні техніки як засіб передачі руху людської фігури 610 KB
  Тема уроку з образотворчого мистецтва: Зображення людини в русі. Обладнання уроку: музичні записи навчальні роботи з методичного фонду магнітна дошка з рухомими моделями людських фігур таблиця пропорцій тіла людини репродукції зображень мистецьких творів...
55806. РУХ КРОВІ ПО СУДИНАХ 61.5 KB
  Мета уроку: обговорити з учнями можливі причини руху крові по судинах і зміни тиску крові; навчити вимірювати частоту пульсу і артеріальний тиск в стані спокою і після фізичного навантаження.