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

51 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

24132. Проблема смерти и бессмертия. Основные концепции бессмертия 14.36 KB
  Бессмертие идея о том что очевидный закон жизни что всё живое смертно может нарушаться. Понятие бессмертие следует отличать от понятий характеризующих возможность живого организма существовать долго в зависимости от скорости метаболизма в нём или существовать дольше обычных сроков существования для подобных организмов. В понятие бессмертие входят: бессмертие души представление о том что человеческая душа живёт вечно независимо от тела. бессмертие физического тела представление о вечно живущем человеке.
24133. Культура и цивилизация. Причины духовного кризиса современной цивилизации 14.31 KB
  Культура и цивилизация. Культура и цивилизация Цивилизация это преобразованный человеком мир внеположенных ему материальных объектов а культура это внутреннее достояние самого человека оценка его духовного развития его подавленности или свободы его полной зависимости от окружающего соц. Если культура с этой точки зрения формирует совершенную личность то цивилизация формирует идеального законопослушного члена общества довольствующегося предоставленными ему благами. Цивилизация Ц – это синоним культуры В социальной философии...
24134. Понятие глобальных проблем: виды и взаимосвязь, пути их решения 18.5 KB
  Глобальные проблемы это совокупность проблем человечества которые встали перед ним во второй половине XX века и от решения которых зависит существование цивилизации и следовательно требующие согласованных международных действий для их решения. Эти проблемы характеризуются динамизмом возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира. Стало очевидным глобальные проблемы...
24135. Классификация глобальных проблем. Демографическая, экологическая проблемы 14.81 KB
  Демографическая проблема глобальная проблема человечества связанная с продолжающимся значительным приростом населения Земли опережающим рост экономического благосостояния в результате чего обостряются продовольственная и другие проблемы угрожающие жизни населения в этих странах. Глобальные экологические проблемы делят на несколько групп тесно связанных друг с другом: демографическая проблема негативные последствия роста численности населения в 20м в.; энергетическая проблема дефицит энергии порождает поиск новых ее источников и...
24136. Научно – техническая революция и судьбы цивилизации Будущее человечества. Методы его прогнозирования 14.97 KB
  Там где объекты неуправляемы особенно в естественных науках имеет место безусловное предсказание с целью приспособить действия к ожидаемому состоянию объекта. Отсюда методологическая ориентация прогнозирования управляемых большей частью социальныхявлений на оценку вероятного при условии заранее заданных норм состояние объекта с целью оптимизации принимаемых решений. Типовая методика прогнозирования содержит следующие основные этапы исследования: предпрогнозная ориентация определение объекта предмета рабочих гипотез методов...
24137. Специфика философского понимания человека 14.47 KB
  Свобода есть деятельность на основе познанной необходимости. Свобода же отражает развитие появление нового разнообразного новых возможностей. Необходимость выражает наличное показывает каков мир есть а свобода отражает будущее каким мир должен быть. Свобода многолика но сущность ее одна наличие разнообразных возможностей следовательно она наибольшая ценность.
24138. Новгородская феодальная республика 28.47 KB
  Высшим государственным органом Новгородской республики было вече. Некоторые историки полагают что вече – собрание не всего мужского населения а собрание только владельцев городских усадеб. Вече принимало законы утверждало договоры рассматривало вопросы войны и мира избирало городские власти: посадника тысяцкого выдвигало кандидатуру на должность архиепископа. Вече приглашало князя который возглавлял дружину.
24139. Политическая специфика Северо-Западной Руси 24.89 KB
  Такая ситуация дала основание историкам классифицировать политический режим Новгорода как республиканский. Корни возникновения олигархической формы власти Новгорода имеют иной характер. А псковичи в условиях постоянной военной опасности со стороны Швеции от помощи Новгорода тоже не спешили отказываться.
24140. Нашествие Батыя на Русь 32.17 KB
  Ордынское монголотатарское иго и его последствия В начале XIII в. Родовая знать нового государства стремилась к обогащению что привело к большим завоевательным походам монголотатар. Проникнув в Причерноморье армия монголотатар встретила сопротивление объединенных сил русских и половцев. Монголотатары одержали победу но возвратились в степи для подготовки нового похода на Русь.