ФГБОУ ВПО

«ИжГТУ им. М.Т. Калашникова»

Кафедра «Физика и оптотехника»

Лабораторная работа №1

По теме: «Знакомство со стрелочными электроизмерительными приборами и составление простейших электрических цепей»

Выполнил: студент гр. C03-031-5

Перевозчиков А.А.

Проверил:

Преподаватель Щепкова А.А.

Ижевск 2013г.

Цель работы: приобрести навыки в чтении технических характеристик приборов, понять назначение шунтов и дополнительных сопротивлений к приборам, научиться их рассчитывать.

Приборы и принадлежности:

Исследуемый электроизмерительный прибор (V-A)

Контрольный миллиамперметр (mA)

Источник напряжения, реостат (R)

Выключатель, соединительные провода.

Ход работы:

Упражнение 1: Определение характеристик прибора.

1. Дадим характеристику исследуемого вольтметра и контрольного миллиамперметра, согласно данным на его шкале. Данные занесём в таблицу:

2. Используя класс точности прибора, определим абсолютную погрешность:

_ΔV = δ_V V_ном /100 _ΔV = 1,875%

_ΔI = δ_i I_ном /100 _ΔI = 0,075%

_ΔI_K = δ_i,k I _k,_ном /100 _ΔI_k = 0,045%

Где δ_V δ_i - класс точности вольтметра; δ_i,k - класс точности контрольного миллиамперметра.

Упражнение 2: Расширение предела измерений прибора по току.

1. Используем вольтметр (V-A) в качестве амперметра с расширением его предела до I_пред

2. I_пред = 20 мА новый предел измерений

R_ш =(Rвн*Iном)/ (Iпред- Iном) где R_ш – сопротивление шунта, Rвн – внутреннее сопротивление прибора = 25 Ом, Iном – номинальный ток прибора = 3 mA.

R_ш = (0,003*25)/(-0,003 +20) = 4,4 Ом

3. Для проверки расчётов соберём цепь по схеме Рис 1 без шунта с перемычкой на клеммах А и В. Движком реостата установим такой ток, чтобы стрелка вольтметра отклонилась до предела. При этом вольтметр и миллиамперметр покажет номинальный ток.

A B V-A

Rш

R

mA

S G

Рис 1: Схема цепи для опыта № 1.

4. Подключим шунт R_ш. Ток в цепи резко уменьшится. Движком реостата увеличим ток до I_пред. По показанием контрольного миллиамперметра убеждаемся в правильности расчётов.

5. Сравнивая ток без шунта I_ном и с шунтом I_пред можно определить коэффициент шунтирования:

k = I_пред/I_ном

k = 20/3 = 6,67

Упражнение 3: Использование вольтамперметра в качестве вольтметра с расширением предела измерений до U_пред.

1. Рассчитаем добавочное сопротивление R_доб к прибору, согласно заданному U_пред по формуле:

U_пред = 1,5 В новый предел измерений.

R_доб =(Uпред – Iном*Rвн)/Iном где R_доб – добавочное сопротивление, Rвн – внутреннее сопротивление прибора = 25 Ом, Iном – номинальный ток прибора = 3 mA.

R_доб = (1,5-0,003*25)/0,003= 475 Ом

2. Для проверки расчётов соберём цепь по схеме Рис 2. Согласно расчётам подберём R_доб и включим его в цепь между клеммами А и В. После включения цепи установим напряжение такое, чтобы стрелка вольтамперметра отклонилась до предела.

3. Возьмём контрольный вольтметр V_k и подключим его так, как показано на рисунке 2. Убеждаемся, что показания вольтметра ≈ U_пред

Rдоб

А В V-A

R

V_к

S G

Рис 2: Схема цепи для опыта № 2.

Вывод:

В ходе лабораторной работы мы ознакомились с общими принципами работы стрелочных приборов, а так же научились измерять рядовые и добавочные сопротивления.