Порядок выполнения работы

В упражнениях 1 и 2 гальванометр G будет играть роль амперметра, который мы будем шунтировать, а в упражнении 3 – роль вольтметра, к которому мы будем присоединять добавочное сопротивление. В первом случае по гальванометру будем определять силу тока в цепи и проверять ее контрольным миллиамперметром, во втором случае по гальванометру будем находить напряжение на выбранном участке реостата и проверять его контрольным вольтметром.

Техника безопасности

1. Не замыкать накоротко клеммы источника тока, чтобы не вывести его из строя.

2. Прежде чем замкнуть ключ собранной цепи, в упражнениях 1 и 2 движок реостата нужно установить на максимальное сопротивление, а в упражнении 3 – на минимум снимаемого напряжения.

3. При увеличении пределов измерения не забывайте набирать сопротивление шунта и добавочное сопротивление на магазине сопротивлений, в противном случае приборы могут зашкалить и выйти из строя.

Упражнение 1. Определение предела измерения гальванометра по току

1. Собрать схему (рис. 3.3), взяв реостат с сопротивлением 5 кОм и включив его полностью.

Рис. 3.3

2. Включить источник тока, замкнуть ключ и установить движком реостата максимальное отклонение стрелки гальванометра по его верхней шкале (n₀=75 делений).

3. Измерить ток контрольным миллиамперметром. При этом . Определить цену деления шкалы гальванометра: . Данные занести в табл. 3.1 (в первую строку).

Таблица 3.1

№ п/п	N, раз	Rш, Ом	IG max, мА	IA max, мА	n0, дел.	kG, мА/ дел.	n1, дел.	IG, мА	IA, мА
1	1	0			75		–	–	–
2	10				75
3	20				75

Упражнение 2. Увеличение предела измерения гальванометра по току

1. Для увеличения предела измерения гальванометра (играющего роль амперметра) в N=10 раз найти по формуле (3.3) сопротивление шунта, если R_G=19,9 Ом. В формуле (3.3) R_A=R_G, так как мы шунтируем гальванометр. Занести R_ш в табл. 3.1.

2. Рассчитать и занести в табл. 3.1 новые предел измерения и цену деления гальванометра: Занести в табл. 3.1 (2-я строчка). Новые величины в работе будем обозначать штрихом.

3. Собрать схему (рис. 3.4), подобрав шунт на магазине сопротивлений. Комбинация гальванометра и шунта будет играть роль амперметра с новым (бóльшим) пределом измерения, и гальванометр, в принципе, можно проградуировать для измерения такой силы тока. А миллиамперметр, подключаемый в схеме последовательно с этим новым прибором, служит только для проверки.

Реостат в данной схеме изменяет силу тока в цепи (ср. с упр. 3, рис. 3.5).

Рис. 3.4

4. Установить движок реостата на максимальное сопротивление. Включить выпрямитель в сеть и замкнуть ключ.

5. Движком реостата добиться отклонения стрелки гальванометра на n₁=30-40 делений и рассчитать ток через гальванометр: . Занести в табл. 3.1.

6. Снять показания I_A контрольного миллиамперметра, занести их в табл. 3.1 и сравнить полученные результаты.

7. Движком реостата добиться отклонения стрелки гальванометра на n₀=75 дел., снять показания I_{A max} контрольного миллиамперметра, занести их в табл. 3.1 и сравнить c соответствующим . Этим вы убедитесь в правильном выборе R_ш. Подойти к преподавателю на проверку.

8. Выполнить п. 1-7 для N=20 раз.

Упражнение 3. Увеличение предела измерения гальванометра по напряжению

1. Определить цену деления шкалы гальванометра (который будет теперь играть роль вольтметра) по напряжению , где U_{G max} равно номиналу шкалы (Н. Ш.), указанному на шкале прибора (или измеряется милливольтметром в схеме на рис. 3.5 при R_д=0). Занести U_{G max}=U_{V max} и цену деления k_G в табл. 3.2 (1-я строка).

2. По формуле (3.5) рассчитать величину добавочного сопротивления R_д для увеличения предела измерения гальванометра в N=100 раз. В формуле (3.5) R_V =R_G, т. к. мы подключаем R_д к гальванометру. Найти новый предел измерения и новую цену деления гальванометра . Занести в табл. 3.2 (2-я строка).

3. Собрать схему (рис. 3.5), подобрав добавочное сопротивление на магазине сопротивлений. Разветвленные электрические схемы удобно собирать от источника питания по контурам (контуром называется любая замкнутая цепь проводников). Комбинация гальванометра и добавочного сопротивления будет теперь играть роль вольтметра с новым (бóльшим) пределом измерения, и гальванометр, в принципе, можно проградуировать для измерения такого напряжения. А вольтметр, подключаемый в схеме параллельно гальванометру и добавочному сопротивлению, нужен только для проверки.

Реостат в данной схеме играет роль делителя напряжения (ср. с упр. 2, рис. 3.4).

Рис. 3.5

4. Установить движок реостата на минимум снимаемого напряжения. Включить выпрямитель в сеть и замкнуть ключ.

5. Движком реостата добиться отклонения стрелки гальванометра на n₁=30-40 делений.

6. Рассчитать напряжение на гальванометре , снять показания контрольного вольтметра U_V и сравнить полученные результаты. Данные занести в таблицу 3.2.

7. Движком реостата добиться отклонения стрелки гальванометра на n₀=75 дел., снять показания U_{V max} контрольного вольтметра, занести их в табл. 3.1 и сравнить c соответствующим . Этим Вы убедитесь в правильном выборе R_д. Подойти к преподавателю на проверку.

8. Выполнить п. 2-7 для N=200 раз.

Таблица 3.2

№ пп	N, раз	Rд, Ом	UG max, B	UV max, В	n0, дел.	kG, В/ дел.	n1, дел.	UG, В	UV, В
1	1	0			75		–	–	–
2	100				75
3	200				75