Хід виконання лабораторної роботи

1. Вивчити принцип дії та розрахунок електровимірювальних приладів магнітоелектричної й електродинамічної системи, викладених у Вступі до практикуму.

2. Вивчити метод найменших квадратів і його застосування для розвязку рівняння лінійної регресії.

3. Зібрати схему, зображену на Мал.4. Значення I_пр і R_пр знайти по шкалі приладів (вони можуть бути неоднакові для обох приладів), прийнявши U=2 B і I= 2 мА, обчислити n для додаткового опору R_д і n для опору шунта R_ш. За формулами (3) та (5) обчислити додатковий опір R_д і опір шунта R_ш. Округливши отримані числа R_д - до сотень Ом, R_ш -до десятих часток Ом, набрати ці значення на магазинах опорів приладів, ввімкнених як шунт і додатковий опір.

4. Після перевірки схеми установити движок дільника напруги R₀ у ліве положення, замкнути ключ К і визначити показання приладів I_v і I_A для 7 положень движка; значення I_v і I_A занести в Таблицю 1.

5. З а описаним способом зробити вимірювання опору 2-х резисторів кожного окремо та опір при їх послідовному та паралельному з'єднаннях.

6. Результати вимірювання занести до Таблиці 1.

Методика обробки результатів вимірів

1. За значеннями вимірювань Табл. 1 та формулами (7) та (8) розрахувати напруги U та струми I на невідомих опорах.

2. Знайти найбільш імовірні значення невідомих опорів і границі довірчих інтервалів за допомогою методу найменших квадратів у системі Ecxel.

3. Результати вимірювання для кожного з опорів записати у вигляді

,

з коефіцієнтом кореляції

,

де  середнє значення, ΔR  границя довірчого інтервалу, Р  імовірність розрахунку.

Контрольні питання

1. Дати визначення заряду, струму, сили струму, опору, величин опору при послідовному та паралельному їх з'єднанні, напрузі, електрорушійній силі, закону Ома.

2. Як улаштовані електровимірювальні прилади різних систем і який їхній принцип дії?

3. Яке призначення шунта і додаткового опору? Як виконується розрахунок шунта та додаткового опору?

4. Як проводиться розрахунок довірчого інтервалу похибки результату непрямого вимірювання?

Лабораторна робота № 22

Вивчення електростатичного поля

Мета роботи.

1. Побудувати графічне зображення електростатичного поля, створеного зарядженими електродами різної форми.

2. Розрахувати величину напруженості поля у довільних 3-4-х точках.

Прилади та обладнання

• ванна,

• мікроамперметр,

• набір електродів різної геометрії,

• блок живлення.

Коротка теорія

Основні характеристики електростатичного поля та їх зв’язок наведені в [1, п.п.9.3-9.5]. Вивчення електростатичного поля, утвореного системою електродів довільної форми, має велике значення для конструювання електронних ламп, електродів електронно-променевих трубок, фокусуючих систем електронних мікроскопів і т.д. Однак розрахункові методи вивчення електричного поля, локалізованого між електродами складної форми, є надзвичайно громіздкими. Тому широко застосовується моделювання електростатичного поля за допомогою електролітичних ванн, заповнених слабким розчином електроліту, у який занурені електроди досліджуваної форми. При підключенні електродів до джерела струму на поверхні ванни в електроліті між електродами створюється певний розподіл потенціалу. За допомогою вольтметра легко визначити потенціал кожної точки цієї поверхні і за ним побудувати еквіпотенціальні поверхні. Знаючи, що силові лінії перпендикулярні еквіпотенцальним поверхням, можна за їх зображенням побудувати розподіл силових лінії і визначити напруженість в точках між ними.

Схема, за допомогою якої можна досліджувати електростатичне поле, утворене електродами різної геометричної форми, зображена на Мал. 1. У ванні 1, заповненої водою, розміщені електроди 2. Розподіл потенціалу між електродами вимірюється за допомогою мікроамперметра 3, з'єднаного однією клемою з щупом 4. Показники мікроамперметра перераховуються у вольти множенням їх на величину внутрішнього опору приладу. Друга клема мікроамперметра підключена до точки “а” дільника напруги, утвореного опорами R₁ і R₂ . Потенціал точки “a” приймаємо рівним нулю. Стосовно точки “а” одна пластина несе позитивний потенціал, друга  негативний.

На дні ванни розміщена міліметрова координатна сітка, використовуючи яку можна перенести результати розподілу потенціалів у ванні на міліметрівку.