Лабораторная работа № 31 "Определение удельного сопротивления проводника"

Цели работы: 1. Ознакомиться с устройством, принципом действия и способом включения стрелочных электроизмерительных приборов.

2. Определить удельное сопротивление проводника и доверительный интервал определяемой величины.

Приборы и принадлежности: Набор электроизмерительных приборов; установка для измерения удельного сопротивления проводников.

I. Краткая классификация электроизмерительных приборов

Все электроизмерительные приборы классифицируются по следующим признакам:

1. По роду измеряемой величины: амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, счетчики и др.

2. По роду тока: приборы постоянного тока, приборы переменного тока, приборы постоянного и переменного тока.

3. По принципу действия: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, тепловые и др.

4. По степени точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 классов.

5. По условиям эксплуатации.

На шкалу прибора наносятся символы, указывающие: а) систему прибора; б) вид тока, на который рассчитан прибор; в) установка прибора; г) класс точности, например, 1,0 и др. обозначения.

Измерительный механизм прибора состоит из подвижной и неподвижной частей. При измерениях вращающий момент подвижной части уравновешивается противодействующим моментом пружины или какого-либо другого устройства. При таком равновесии показатель прибора фиксирует определенный угол поворота. Устанавливая зависимость между углом поворота и значением измеряемой величины, можно построить шкалу, по которой и производится отсчет измеряемой величины.

Величина, численно равная отношению приращений угла поворота подвижной части прибора к приращению измеряемой величины, называется чувствительностью прибора – S:

,

где  - приращение угла поворота;

Y – приращение тока.

Цена деления прибора

.

Она определяет значение электрической величины, вызывающей отклонение на одно деление.

Шкала прибора служит для производства отсчета измеряемой величины. Цифры возле деления обозначают либо число делений шкалы, либо непосредственно значение измеряемой величины.

Для успокоения подвижной части прибора применяются тормозящие устройства (демпферы).

Приборы магнитоэлектрической системы

Принцип действия приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с током, протекающим по обмотке легко подвижной рамки.

Зависимость угла поворота подвижной части от величины тока, протекающего по обмотке рамки, выражается соотношением:

,

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора.

Приборы электромагнитной системы

Принцип работы приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным железным сердечником.

Между углом отклонения (смещением) стрелки и величиной тока существует зависимость:

,

где k – коэффициент, зависящий от формы сердечника и катушки.

Приборы электромагнитной системы применяются для измерения постоянного и переменного тока.

Амперметры это приборы, служащие для измерения силы тока. Амперметр включают в цепь последовательно, т.е., так, что весь измеряемый ток проходит через амперметр (рис. 1). Поэтому амперметры должны иметь малое внутреннее сопротивление.

Вольтметры - приборы, служащие для измерения напряжения. Вольтметр включается параллельно тому участку цепи, на концах которого хотят измерить напряжение (рис. 1). Для того чтобы включение вольтметра не изменило режима цепи, сопротивление вольтметра должно быть много больше сопротивления участка цепи, на котором производится измерение.

Гальванометры это чувствительные приборы, которые служат для измерения малых токов, напряжений и количеств электричества.

Многопредельные измерительные приборы – это такие приборы, схему которых можно переключать для изменения интервалов измеряемой величины. Такие приборы могут иметь одну или насколько шкал. Цена деления таких приборов на разных пределах измерения различна.

Погрешность электрических измерений определяется по классу точности - n, который определяет относительную погрешность показаний прибора соответствующего класса в любом месте шкалы от предельного (максимального) значения измеряемой величины, выраженную в процентах:

,

где А – относительная погрешность;

А_max – предельное значение измеряемой величины.