Вольтметр включается в цепь параллельно, а для увеличения предела измерений вольтметра в n раз последовательно с измерительной системой прибора включается добавочное сопротивление Rд.
Добавочное сопротивление определяется по формуле:
Rд=RB(n-1),
где RВ - внутреннее сопротивление вольтметра.
Очень часто приборы, используемые в лабораторном практикуме, снабжаются набором шунтов и добавочных сопротивлений, вмонтированных в корпус прибора, которые можно легко менять в процессе работы, производя переключения на самом приборе. Многопредельный прибор такого типа заменяет несколько однотипных приборов с различными интервалами измерения. Для определения цены деления нужно выбранный с помощью переключателя предел измерения прибора αm разделить на число делений шкалы прибора No. Каждому пределу измерения соответствует своя цена деления.
Для определения измеряемой величины α нужно отсчет N , взятый по шкале прибора, умножить на цену деления. Таким образом,
С изменением предела прибора меняется и величина абсолютной погрешности, допускаемой при измерениях этим прибором.
Проведение эксперимента
1. Изучите электроизмерительные приборы, используемые в работе, и запишите их паспортные данные.
2. Соберите цепь по схеме рис. I и найдите сопротивление Rx´ каждого из двух предложенных вам резисторов.
3. Определите значение измеряемого сопротивления Rx по формуле (2).
4. Рассчитайте абсолютные ΔRx и систематические относительные погрешности δ по формулам (3) и (4).
5. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
|
№ |
I, A |
U, B |
Rx´, Ом |
Rx, Ом |
Δ Rx, Ом |
δ |
ΔR, Ом |
ε |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Соберите цепь по схеме рис. 2 и найдите сопротивление Rx´ каждого из двух предложенных вам резисторов.
7. Определите значение измеряемого сопротивления Rx по формуле (6).
8. Рассчитайте абсолютные ΔRx и систематические относительные погрешности δ по формулам (7) и (8).
9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
|
№ |
I, A |
U, B |
Rx´, Ом |
Rx, Ом |
Δ Rx, Ом |
δ |
ΔR, Ом |
ε |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Выберите, какая из схем даёт минимальную систематическую погрешность измерения δ для каждого из данных сопротивлений
11. По классу точности вольтметра и амперметра вычислите абсолютную ΔR и относительную ε ошибки, обусловленные неточностями измерительных приборов, используемых в работе. Относительная погрешность
, (11)
где Δ U и ΔI - абсолютные погрешности, вычисленные по формуле (10), а U и I - измеренные значения напряжения и тока. Из формулы (11) найдите абсолютную ошибку Δ R = ε∙Rx
12. Запишите окончательное значение сопротивления резисторов в виде:
R= Rx±ΔR.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются электроизмерительные приборы по назначению и принципу действия?
2. Каков принцип работы приборов магнитоэлектрической, электромагнитной системы и цифровых приборов?
3. Расшифруйте условные обозначения, наносимые на приборы.
4. Как рассчитать по классу точности прибора абсолютную и относительную погрешности измерений?
5. Как определить цену деления шкалы прибора?
6. Правила расчета шунтов и добавочных сопротивлений.
7. Расскажите о методе измерения сопротивления резисторов с помощью амперметра и вольтметра путем использования двух возможных схем.
8. Какие еще методы измерения сопротивления вы знаете, в чем их преимущества и недостатки?
9. Как рассчитать ошибки, вносимые схемой в результаты измерения, и как выбрать оптимальную схему, по которой следует производить измерение данного сопротивления?
Литература, рекомендуемая к лабораторной работе:
1. Рублев Ю.В., Куценко А.Н., Кортнев А.В. Практикум по электричеству. – М.: Высшая школа, 1971.
2. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н.. Практикум по физике. – М.: Высшая школа, 1965.
3. Справочник по электро-измерительным приборам. Под ред. К.К. Илюнина-Л.: Энергоатомиздат, 1983г.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА
Цель работы:
Ознакомиться с устройством и работой электронного осциллографа и некоторыми его применениями.
Идея эксперимента
Электронный осциллограф предназначен для исследования перио дических и импульсных электрических процессов. С помощью осциллографа можно измерять напряжение, наблюдать изменение фазы колебаний, сравнивать частоты и амплитуды различных переменных напряжений. Кроме того, осциллограф при применении соответствующих преобразователей позволяет исследовать и неэлектрические процессы, например, измерять малые промежутки времени, кратковременные давления и т.д.
Достоинствами электронного осциллографа являются его высокая чувствительность и беэынерционность действия, что позволяет использовать его в исследовании быстропротекающих процессов.
Теоретическая часть
Блок-схема электронного осциллографа приведена на рис. I. Основными узлами осциллографа являются: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), генератор
развёртки, усилители исследуемого сигнала по вертикали У и горизонтали X, синхронизирующее устройство, делитель напряжения, блок питания, который включает в себя ряд устройств для обеспечения энергией ЭЛТ, генератора развертки, усилителей.
Электронно-лучевая трубка (рис.2) внешне напоминает стеклянную колбу,из которой выкачан воздух до давления порядка 10-6 мм. рт. ст. Внутрь трубки впаяны электроды: нить накала 1, катод 2, цилиндр 3, являющийся управляющим электродом, первый и второй аноды 4 и 5 и две пары взаимно-перпендикулярных отклоняющий пластин 6 и 7
Электроны, вылетевшие из катода 2 под разными углами к его поверхности, попадают в электрическое поле управляющего электрода 3. Этот электрод имеет форму цилиндра и обладает положительным потенциалом. Под действием сил электрического поля поток электронов сжимается и направляется в отверстие цилиндра. Так формируется электронный пучок. Интенсивность пучка и, следовательно, яркость светящегося пятна на экране можно регулировать изменением потенциала цилиндра с помощью потенциометра R1, ручка которого имеет маркировку ЯРКОСТЬ.
После управлявшего электрода электронный поток попадает в электрическое поле первого анода 4, представляющего собой, как и управляющий электрод, цилиндр, ось которого совпадает с осью ЭЛТ. Поперёк его оси расположено несколько перегородок - диафрагм с отверстием в центре. На первый анод подаётся положительное относительно катода напряжение порядка нескольких сот вольт. Это поле ускоряет электроны в пучке и благодаря своей конфигурации сжимает электронный пучок. Изменяя напряжение на первом аноде, можно фокусировать пучок электронов, поэтому ручка потенциометра Р3 имеет маркировку ФОКУС. Второй анод 5 представляет собой короткий цилиндр с отверстием в центре. Его располагают непосредственно за первым анодом и подают на него более высокое (1-5 кВ) положительное напряжение, в результате чего электроны получают ускорение. Система электродов: катод - управляющий электрод - первый анод - второй анод, образует так называемую электронную пушку.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25
