Проведение измерений и обработка результатов

В настоящей работе используются два способа определения параметров гальванометра.

П ервый способ. К источнику стабилизированного напря­жения , измеряемого вольтметром, присоединяют через кнопку S гальванометр G последовательно с шестидекадным рычажным магазином сопротивлений МС (рис. 1). К гальванометру присое­диняют шунт - сопротивление, параллельно гальванометру.

В работе в качестве шунта используют рычажный декадный резистор с предела­ми 10 ... 100 Ом. Поставив на шунте сопротивление R_ш1 = 80 ... 90 Ом, с помощью ма­газина (двигаясь в сторону уменьшения сопротивлений) подбирают такое сопротив­ление R_м, чтобы стрелка гальванометра оказалась отклоненной на всю. Записывают величину отклонения n₁.

Затем вводят такое сопротивление шунта R_ш2, чтобы откло­нение стрелки уменьшилось в 1,5 - 2,5 раза, и записывают отк­лонение n₂.

Общий ток от источника , а между токами имеет­ся соотношение , поэтому . В то же время сила тока в гальванометре связана с отклонением стрелки: . Коэффициент (А/дел) является ценой де­ления шкалы по току. Поскольку , на силу тока источ­ника изменения шунта практически не влияют. Поэтому

,

откуда получается расчётная формула:

.

Цена деления шкалы по току:

.

Таким образом, измеряя , , , , , , вычисляют и . Величины , и задает преподаватель.

Второй способ. Сначала при отключенном шунте подби­рают на магазине (двигаясь в сторону уменьшения) такое сопро­тивление R_м1. при котором отклонение стрелки гальванометра n₁ составляет 90 ... 100 % его шкалы. Затем вводят такое сопротив­ление шунта R_ш, при котором отклонение n₂ станет в 1,5 - 2,5 раза меньше n₁, и после этого уменьшают сопротивление магазина до такого значения R_м2, при котором восстановится первоначальное отклонение n₁.

Когда шунт не включен, по закону Ома:

,

при этом сила тока ( - цена деления шкалы галь­ванометра по току).

Когда шунт включен , сила тока , падения напряжений на шунте и гальванометре , а сопротивления шунта и гальванометра соединены параллельно (рис. 1), следовательно

.

Расчетные формулы второго способа получаются при совместном решении этих уравнений:

, .

Измерив значения V, R_ш, n, R_м1, R_м2, определяют R_г и C_A. Значения V и R_ш задает преподаватель.

Техника безопасности

1. В работе используются небольшие напряжения 1,5 - 2 В, одна­ко короткие замыкания при неправильной сборке цепи не­допустимы. Собранную цепь без проверки преподавателем вклю­чать не разрешается.

2. Магнитоэлектрические приборы чувствительны к перегрузкам - недопустимо подключение гальванометра без достаточно боль­шого сопротивления, набранного на магазине сопротивлений.

3. Меняя сопротивление магазина, нужно двигаться от больших сопротивлений к меньшим, не допуская перегрузки гальваномет­ра и ни в коем случае не включая кнопкой ток, когда все де­кадные переключатели магазина стоят на нулях.

Погрешность измерений

При первом способе измерения оценку погрешности ΔR_г, це­лесообразно выполнять простейшим методом границ, приняв во внимание, что Δn₁ = Δn₂ = 0,2…0,5 деления шкалы, а ΔR_ш весьма мала. Вычисляют максимальное и минимальное значения:

,

.

Их полу разность будет равна ΔR_г.

Погрешность измерения C_A вычисляют по формуле . Погрешность измерения напряжения определяют через класс точности вольтметра. Величину ΔR_м оп­ределяют экспериментально, выявляя какое изменение Rм вызы­вает замечаемый малый сдвиг стрелки гальванометра.

При втором способе измерения R_г и C_A величину ΔR_м1 = ΔR_м2 = ΔR_м определяют экспериментально, выявляя ве­личину того изменения R_м, которое достаточно для замечаемого сдвига стрелки гальванометра. Погрешность ΔR_г определяют тем же способом границ. Погрешность вычисляется по той же формуле, что и при первом способе.

Окончательные результаты представляют с указанием ин­тервалов: R_г ± ΔR_г, C_A ± Δ C_A

Интервалы определений R_г и С_А двумя способами, должны перекрываться.