2. Порядок выполнения работы

Экспериментальная часть данной работы состоит из выполнения следующих заданий:

1. Определить на опыте величину ограничительного сопротивления по заданным значениям тока и напряжения;

2. Определить характеристики электроизмерительных приборов и оценить погрешности прямых измерений силы тока, напряжения и сопротивления;

3. Найти величины сопротивлений и вычислить погрешности измерения сопротивлений приборов;

4. Провести анализ погрешностей измерений и дать описание используемых элементов измерительной установки.

Для выполнения этих заданий необходимо выполнить следующие действия:

1. Собрать измерительную установку в соответствии с рисунком 11.

Рис. 11

Здесь ВС – 24 выпрямитель, V – вольтметр, А – амперметр, R – переменный резистор (магазин сопротивления или реостат)

2. Установить регулятор напряжения выпрямителя в крайнее левое положение, установить на переменном сопротивлении максимальное сопротивление, выбрать на амперметре и вольтметре шкалы с максимальным значением измеряемой величины;

3. После проверки схемы преподавателем или лаборантом получить у преподавателя значения напряжения и силы тока;

4. Включить выпрямитель в сеть, включить тумблер «ВКЛ.», установить регулятором напряжения выпрямителя заданное напряжение. На вольтметре выбрать шкалу, которая соответствует заданному напряжению;

5. Постепенно уменьшая сопротивление магазина сопротивлений установить заданное преподавателем значение силы тока, переключая шкалу амперметра в соответствии с этим значением силы тока;

6. Измерить величину установленного сопротивления. Определить погрешность измерения сопротивления. Относительная погрешность магазина сопротивлений Р – 33 рассчитывается по формуле:

(23)

Здесь - число декад магазина сопротивлений, - значение установленного сопротивления в омах.

7. Характеристики приборов, результаты измерений и вычислений разместить в таблицы 4, 5, 6.

Таблица 4

Измерение напряжения

Здесь - величина измеренного напряжения; - номинальное значение напряжения (верхний предел измеряемого на используемом диапазоне напряжения); - полное число делений шкалы вольтметра; - цена деления для выбранного диапазона измерений напряжения; - чувствительность вольтметра для выбранного диапазона измерений; приведенная погрешность (класс точности прибора); - абсолютная погрешность измерения напряжения; - относительная погрешность измерения напряжения.

Таблица 5

Измерение силы тока

Здесь - величина измеренной силы тока;

- номинальное значение силы тока (верхний предел измеряемого на используемом диапазоне силы тока); - полное число делений шкалы амперметра; - цена деления для выбранного диапазона измерений силы тока; - чувствительность амперметра для выбранного диапазона измерений; - приведенная погрешность (класс точности прибора); - абсолютная погрешность измерения силы тока; - относительная погрешность измерения силы тока.

Таблица 6

Измерение сопротивления

Здесь - величина измеренного сопротивления; - приведенная погрешность (класс точности магазина сопротивлений); - абсолютная погрешность сопротивления; - относительная погрешность измерения сопротивления, вычисленная по формуле (23); - расчетная величина сопротивления, вычисленная по формуле (26); - расчетное значение абсолютной погрешности сопротивления; - расчетное значение относительной погрешности, вычисленная по формуле (27).

8. Отключить выпрямитель от сети и заменить магазин сопротивлений реостатом, установив его на максимальное сопротивление. Установить вольтметр и амперметр на максимальные значения измеряемых величин;

9. После проверки схемы преподавателем или лаборантом включить выпрямитель , установить напряжение в соответствии с таблицей 4 и с помощью реостата установить соответствующее значение силы тока в соответствии с таблицей 5;

10. Рассчитать значения ограничительного сопротивления по заданным значениям тока и напряжения. По закону Ома находим:

(24)

Здесь - сопротивление участка цепи, состоящего из магазина сопротивлений и амперметра.

(25)

Здесь - сопротивление амперметра для используемого диапазона напряжений. Из формул (24) и (25) определяем :

(26)

Относительную погрешность измерения ограничительного сопротивления определяем по правилам расчета погрешности косвенных измерений. Тогда, пренебрегая погрешностью измерения сопротивления амперметра, получаем:

(27)

Здесь и - относительные погрешности измерения напряжения и силы тока, которые представлены в таблицах 4 и 5.

11. Записать технические данные приборов, использованных в работе (тип прибора; вид тока; измерительная система; класс точности; номинальные (предельные) значения измеряемой величины; цена деления и чувствительность; положение шкалы; правила включения прибора в электрическую цепь).