Градуирование вольтметра

Описание метода. Для градуирования вольтметра необходимо подавать на него известные напряжения и сопоставлять показания вольтметра со значениями этих напряжений. Один из методов градуирования вольтметра заключается в получении изменяемых, но всякий раз известных значений напряжения с делителя напряжения, соединенного с источником известной электродвижущей силы. Такой делитель напряжения, выполненный в виде магазина сопротивлений R, изображён на рис.2.3 (участок цепи АВ).

Рис.2.3 Схема установки для градуирования вольтметра

На участке делителя ав, параллельно которому включен вольтметр, напряжение будет составлять некоторую долю значения ЭДС аккумулятора, замкнутого на делитель. В этом и заключается роль делителя напряжения – прибора, часто встречающегося в электроизмерительной практике слабых токов.

Для градуирования вольтметра надо знать какая доля ЭДС аккумулятора снимается на вольтметр (U_i). Сопротивление вольтметра велико, поэтому через него всегда идет небольшой ток, и он не может существенно изменить сопротивления участка схемы аб по сравнению с величиной части (r₂) магазина сопротивлений, включенной между этими точками. Пренебрегая по вышеуказанным причинам разветвлением тока на участке аб, можно из закона Ома найти, что падение напряжения U_i на сопротивлении r_i пропорционально отношению сопротивления этого участка к сопротивлению всего магазина.

По закону Ома ток, текущий по участку ав, равен

. (2.4)

где – ЭДС батареи; R – сопротивление магазина;

R^/ – сопротивление источника.

Пренебрегая величиной R^/ по сравнению с R, подучим

I = . (2.5)

Ток на участке аб равен

. (2.6)

Приравнивая левые и правые части (2.5) в (2.6), получаем напряжение на участке аб:

. (2.7)

Задание 2. Проградуировать вольтметр:

1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис. 2.3 (участком АВ изображен магазин сопротивлений).

2. Отметить нулевое положение стрелки вольтметра до включения его в цепь.

3. Установить в магазине сопротивлений делителя напряжения сопротивление R = 100 Ом, вынув штепселя из гнезд 10; 20; 30; 40 Ом.

4. Включая вольтметр параллельно каждому из выбранных сопротивлений в магазине делителя, снять показания вольтметра β_i при каждом сопротивлении r_i и занести их в табл. 2.3. Сопротивление всякий раз изменять на 10 Ом.

1 10 Ом 2

4 20 Ом 3

5 30 Ом 6

8 40 Ом 7

Рис.2.4. Схема точек подключения вольтметра к магазину сопротивлений

На рис. 2.4 показаны точки подключения вольтметра к магазину сопротивлений. Например, если r_i = 10 Ом, вольтметр подключается к гнездам I и 2, если r_i = 50 Ом – к гнездам 3 и 6 и т.д.

Примечание. При переключении вольтметра к гнёздам магазина делителя ключ нужно обязательно размыкать.

5. Вычислить для каждого отсчета на вольтметре β_i величину подававшегося на него напряжения U_i по формуле (2.7).

Таблица 2.3

ri , Ом
βi
Ui, В

6. По данным таблицы 2.3 построить градуировочную кривую.