Теплова система

На Мал. 8 зображена схема теплового приладу. Струм І, що йде по провіднику, розігріває його, і провідник подовжується. Через систему «важелів» це переміщення передається одному кінцю нитки Н, намотаної на ролик Р. При цьому інший кінець нитки відтягається пластинчастою пружиною, і котушка повертається, обертаючи разом із собою стрілку. Тому що виділена теплота і розігрів нитки за законом Джоуля—Ленца пропорційні, то шкала теплового амперметра не є рівномірною. Прилади цієї системи служать для грубих вимірів, тому що мають велику теплову інерцію (провідник із струмом розігрівається й охолоджується поступово).

Похибки електровимірювальних приладів

Найважливішою характеристикою кожного вимірювального приладу є його точність. Різниця між показаннями приладу х_і і дійсним значенням вимірюваної величини х називається абсолютною похибкою

Δх=х_і-х.

Звичайно, точність виміру характеризується відносною похибкою х, яка являє собою відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини:

.

Для характеристики точності електровимірювальних приладів користаються приведеною похибкою х_прив 

відношення абсолютної похибки до граничного значення вимірюваної величини, тобто до найбільшого її значення, що може бути виміряне по шкалі приладу

.

Під приведеною похибкою приладу з двосторонньою шкалою /нуль посередині/ розуміється похибка, віднесена до суми приведеної похибки меж вимірювання. Необхідність уведення приведеної похибки пов'язана з тим, що навіть при сталості абсолютної похибки по всій шкалі приладу відносна похибка у міру зменшення значення вимірюваної величини не залишається постійної, а збільшується.

Точність електровимірювальних приладів  одна з найголовніших характеристик і лежить в основі розподілу приладів на класи.

Відповідно до стандарту електровимірювальні прилади по ступені точності вимірювання поділяються на сім класів 0.1, 0.2, 0.5, 1, 0, 1.5, 2.5, 4. Покажчик класу визначає приведену похибку вимірювання у відсотках. Абсолютна похибка дорівнює

Δх=х_привх_max.

Наприклад, міліамперметр класу 1.5 із шкалою 300 мА дає в будь-якім місці шкали абсолютну похибку

Δх=0.15300=4.5 мА.

Прилади класів 0.1, 0.2, 0.5 застосовуються для точних лабораторних вимірювань і називаються прецизійними. У техніці застосовуються менш точні прилади класів I, 1.5, 4 /технічні/.

Клас приладу звичайно, вказується на його шкалі.

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 Додатку. 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.