Петербургский Государственный Университет

Путей Сообщения

Кафедра «Физики»

Лабораторная работа № 201/1

«Изучение вольтметра магнитоэлектрической системы»

Выполнил:

Проверил:

2001 г.

Цель: изучение вольтметра магнитоэлектрической системы.

Краткое теоретическое обоснование:

Вольтметр состоит из чувствительного прибора МЭС и добавочного сопротивления ( R_д ), включенного последовательно. Прибор МЭС, из которого в работе предлагается сделать вольтметр, смонтирован на отдельной панели. Прибор подпаян к клеммам 1, 2. Добавочное сопротивление R_д нужно подключить к клеммам 2 и 3. Клеммами вольтметра, которй при этом получится, будут 1 и 3.

Основными характеристиками прибора МЭС являются максимальное значение силы тока I₀ и внуренее сопротивление прибора r.

Произведение I₀r=U₀ определяет максимальное значение напряжения, которое может быть измерено данным прибором МЭС. Но данное значение будет очень мало. Диапозон измеряемых напряжений можно существенно расширить, включая последовательно с прибором добавочное сопротивление R_д ,как показано на схеме. Определим величину R_д.

Предположим, что данным прибором нужно измерить напряжние U , которое в n раз больше, чем U₀ :

U / U₀=n (1)

Измеряемое напряжение U распределяется между последовательно включенным прибором МЭС и R_д следующим образом:

U = U₀ + I₀R_д (2)

Решим уравнение (2) относительно R_д :

Учитывая, что U0/I0=r , получим:

Таблица измерительных приборов:

№	Наименование прибора	Диапозон	Род тока	Система приборов	Рабочее положение
1	Вольтметр	0  20 В	Постоянный	Магнитоэлект.	Горизонталь.
2	Амперметр	0 100 мкА	Постоянный	Магнитоэлект.	Вертикальное

Расчеты:

Таблица 1.

I₀=10^-4 А, r=280 Ом, U₀=0,028 В, U=100000 В

U, В	, дел	Au=U/	Au, В/дел.	(Au)2, В2/(дел.)2
1,06	10	0,106	0,00456	2,07954E-05
2,09	20	0,1045	0,00306	9,36481E-06
3,02	30	0,100667	-0,00077	5,97738E-07
4,02	40	0,1005	-0,00094	8,83227E-07
5,03	50	0,1006	-0,00084	7,05267E-07
6,07	60	0,101167	1,06	7,46027E-08
7,03	70	0,100429	-0,00101	1,02259E-06
8,05	80	0,100625	-0,00081	6,63902E-07
9,01	90	0,100111	-0,00133	1,76542E-06
9,98	100	0,0998	-0,00164	2,68895E-06

Таблица 2.

U, В	, дел	U1= Au*, В	rV, Ом	rV, Ом	(rV)2, Ом2
1,51	18	1,82592	82929,59	-5324,42	28349419
1,97	23	2,33312	84672,71	-3581,3	12825681
2,48	29	2,94176	84539,32	-3714,69	13798888
3	25,5	2,58672	116301,7	28047,72	7,87E+08
3,53	42	4,26048	83086,51	-5167,5	26703079
4,01	48	4,86912	82586,34	-5667,67	32122470
4,57	54	5,47776	83661,86	-4592,15	21087815