Правила пользования многопредельными приборами

1. Вычисляют цену деления для всех диапазонов по формуле

,

где А_i – предельное значение измеряемой величины на i-м диапазоне; N – число делений шкалы прибора.

2. Во избежание порчи прибора первоначально его включают в максимальном диапазоне А_max.

3. Определяют грубо измеряемую величину. После этого переходят на тот диапазон, верхний предел которого ближе всего к значению измеряемой величины, но в то же время больше ее. Определяют точное значение измеряемой величины.

4. Если измеряемая величина увеличивается, то измерения продолжают до тех пор, пока стрелка не дойдет до конца шкалы, а затем переходят на следующий, больший, диапазон.

5. В случае уменьшения измеряемой величины измерения продолжают до тех пор, пока измеряемая величина не достигнет верхнего предела следующего, меньшего, диапазона, после чего переходят на этот диапазон.

Следует обратить внимание на то, что при измерениях напряжения необходимо стремиться к уменьшению влияния вольтметра на исследуемую цепь. Для этого нужно использовать предел, на котором внутреннее сопротивле­ние прибора бόльшее, несмотря на то, что отсчет приходится производить в начале шкалы.

Вспомогательные электрические приборы и оборудование. Сборка электрических схем

П ри сборке электрических схем в физических лабораториях используются помимо электроизмерительных приборов дополнительные электроприборы и оборудование: реостаты и потенциометры, магазины сопротивле­ний, переключатели, лабораторные автотрансформаторы и пр.

Перед тем, как выполнять ту или иную работу, студент должен отчетливо представлять назначение отдельных элементов схемы измерительной установки, грамотно читать принципиальные схемы и уметь надежно и правильно собирать их.

Ниже приводятся краткие сведения по наиболее часто используемому лабораторному оборудованию, некоторые особенности сборки схем. Обозначения, встречающиеся на принципиальных схемах, используемых в лабораторных работах по физике, даются в таблице 2.

Реостаты (потенциометры) практически могут быть разной конструкции. Обычно лабораторный реостат (потенциометр) представляют собой керамический цилиндр или брусок с намотанной виток к витку поверх него высокоомной проволокой (рис.5). Сверху над проволокой расположен металлический токопроводящий стержень с подвижным контактом 4 (ползунком), скользящим по виткам. Ползунок снабжен ручкой из изолятора.

Эти приборы для включения в схему имеют клеммы 3 на подвижном контакте (один из концов токопроводящего стержня) и на обоих концах высокоомной обмотки 1 и 2.

В качестве реостата прибор включается в цепь через клеммы 1 и 3 или 2 и 3 (рис.5а).

Этот же самый прибор можно включить как потенциометр, подключив его к источнику тока обоими концами обмотки 1 и 2 (рис.5б). В этом случае между клеммой 3 ползунка и одним из концов обмотки можно получить регулируемое напряжение U_рег. (от нуля до напряжения источника).

Таблица 2

Условные графические обозначения в принципиальных схемах

(Единая система конструкторской документации)

Наименование	Обозначение на схеме	Наименование	Обозначение на схеме
Элемент гальванический или аккумуляторный		Трансформатор с ферромагнитным сердечником
Батарея элементов		Автотрансформатор со скользящим контактом
Полупроводниковый диод или выпрямитель		Выключатель
Заземление		Выключатель двухполюсный
Соединение с корпусом		Переключатель двухполюсный
Пересекающиеся провода, электрически несоединенные		Кнопки с самовозвратом
Ответвление или электрическое соединение прово-дов		Триод полупроводниковый
Катушка индуктивности		Термопара
Предохранитель плавкий		Диод прямого накала
Магазин сопротивлений		Диод подогревный
Резистор нерегулируемый		Триод
Резистор регулируемый (потенциометр)		Электромагнитный экран
Терморезистор (термистор)		Электростатический экран
Конденсатор нерегулируемый		Соединение электрическое разъемное (клемма, винт и т.п.)
Конденсатор регулируемый		Штепсельный разъем
Конденсатор электролитический (полярный)

Магазин сопротивлений представляет собой набор катушек с paзличным сопротивлением электрическому току (от долей ома до нескольких килоом), которые с помощью коммутирующих приспособлений могут быть последовательно включены в цепь.

Н аиболее употребительными являются так называемые декадные магазины сопротивлений (рис.6). Такие магазины имеют несколько секций (декад). Каждая декада состоит из десяти отдельных катушек сопротивлений с бифилярной намоткой. При помощи десятипозиционных переключателей эти катушки и сами декады можно включать в цепь последовательно. 0бщее сопротивление каждой декады такого магазина больше (или меньше) в десять раз общего сопротивления соответствующей соседней декады. Минимальное сопротивление, которое можно получить с помощью декадного магазина, определяется сопротивлением одной катушки самой низшей декады, например 0,1 Ом. Тогда ясно, что такой магазин позволяет изменять общее сопротивление между его клеммами на 0,1 Ом. Клеммы, с помощью которых магазин подключается в цепь, обозначаются значком R, или одна из них значком 0, а другая – предель­ной величиной сопротивления всего магазина (общим сопротивлением всех декад), например, 99999,9 Ом.

П ереключатели. В физических лабораториях чаще все­го используются однополюсные и двухполюсные переключатели. На рис.7а,б показаны внешний вид и схематическое обозначе­ние таких лабораторных переключателей. Однополюсный переключатель (б) можно использовать для поочередного включе­ния двух цепей путем перекидывания «ножа» в одно из положений (правое или левое). Двухполюсным переключателем (а) можно одновременно произвести переключение сразу двух независимых цепей. Часто при выполнении лабораторных работ возникает необходимость изменить направление тока в цепи. Не переключая в схеме са­мого источника тока, с помощью двухполюсного переключателя можно многократно менять направление тока, если использовать схему включения, изображен­ную на рис.8 (выводы 3 и 6, 4 и 5 соответственно соединены перемычками). Если проследить направление тока в цепи, то видно, что при правом положении «ножей» пере­ключателя «минус» источника тока соединяется с выводом 1, а «плюс» – с выводом 2 переключателя. Ток по­течет от вывода 2 через внешнюю цепь к выводу 1. Если перебросить «ножи» в левое положение, то «плюс» источника тока окажется соединенным с выводом 1 и направ­ление тока в цепи изменится на об­ратное.