5 Косвенное измерение падения напряжения на участке электрической цепи
Задача состоит в измерении напряжения на входных зажимах (или э.д.с. источника) электрической цепи, состоящей из двух последовательно соединенных сопротивлений R1 и R2. Предполагается, что значение Ux превышает наибольший предел измерения используемого вольтметра и определяется косвенно путем измерения падений напряжения на сопротивлениях R1 и R2 и последующего суммирования результатов измерений:
Ux =U1+U2.
Измерение U1 и U2 осуществляется одним и тем же вольтметром, поочередно подключаемым то к одному, то к другому резистору.
Схема соединений экспериментальной установки приведена на рисунке 5 а, а эквивалентная электрическая схема на рис. 5 б.
5.1 По заданному преподавателем
приближённому значению
,
номинальным значениям сопротивлений
и
рассчитать ожидаемые значения падений
напряжений
и
,
выбрать соответствующий предел измерения
вольтметра (или пределы) и определить
его внутреннее сопротивление
на данном пределе (или
и
).
5.2 Собрать установку по схеме, изображённой на рис. 5 а.
5.3 Произвести измерения напряжений
и
поочерёдно подключая вольтметр то к
резистору
,
то к резистору
с соблюдением полярности, как показано
на рис. 5 а.
5.4 Рассчитать действительные значения абсолютных погрешностей от несогласования:
,
.
5.5 Внести поправки в результаты измерений падений напряжения:
,
.
5.6 Определить результат косвенного измерения падения напряжения на входе электрической цепи:
.
5.7 Определить пределы допускаемых
абсолютных погрешностей измерения
напряжений
и
с учётом класса точности вольтметра:
;
.
В
частном случае при
.
5.8 Рассчитать пределы допускаемой абсолютной погрешности косвенного измерения падения напряжения по следующей формуле:
5.9. Записать результаты измерения в виде интервала, в котором находится истинное значение измеряемой величины:
.
6 Косвенное измерение электрической мощности
Задача состоит в измерении мoщности Px, рассеиваемой на сопротивлении нагрузки электрической цепи. Предполагается, что мощность измеряется косвенном методом с использованием миллиамперметра и вольтметра, подключаемых только на время измерения. Значение мощности рассчитывается по показаниям миллиамперметра и вольтметра:
.
Схема соединений экспериментальной установки показана на рисунке 6 а, а эквивалентная электрическая схема – на рисунке 6 б.
Рисунок
6 а. Схема соединений устройств при
измерении мощности
6.1 По заданным преподавателем приближённым значениям э.д.с. источника и сопротивления нагрузки, рассчитать ожидаемое значение тока в цепи, установить на приборах необходимые пределы измерения и определить внутреннее сопротивление миллиамперметра и вольтметра.
6.2 Собрать установку по схеме, изображённой на рис.6 а, предварительно выставив на магазине заданное значение сопротивления нагрузки.
6.3 Произвести измерения тока в цепи и
падение напряжения на нагрузке
.
6.4 Рассчитать действительные значения
абсолютных погрешностей согласования:
– погрешность от несогласования
"электрическая цепь – миллиамперметр",
а
– погрешность от несогласования
"электрическая цепь – вольтметр":
,
.
6.5 Внести поправки в результаты измерений тока и напряжения:
,
.
6.6 Определить результат косвенного измерения мощности, рассеиваемой в нагрузке электрической цепи:
.
6.7 Определить пределы допускаемых
абсолютных погрешностей измерений тока
и напряжения с учётом классов точности
и
миллиамперметра и вольтметра.
;
.
6.8 Рассчитать пределы допускаемой абсолютной погрешности косвенного измерения мощности, пользуясь формулой:
.
6.9 Записать результат измерений в виде
интервала, в котором находиться истинное
значение мощности
:
.
и в виде
.