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. За 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 Uта 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 № 24

ВИМІР ОПОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ МОСТА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Мета роботи.

Виміряти за допомогою містка Уітстона опори двох невідомих резисторів, опір їх паралельного та послідовного зєднань.

Прилади та обладнання

• місток Уітстона,

• два невідомі опори,

• магазин опорів R₀,

• гальванометр.

Коротка теорія.

Правила Кірхгофа та методика їх на яких грунтується лабораторна робота

Мостова схема постійного струму, називана мостом Уiтстона, зображена на Мал.1. Вона складається з опорів R_X, R₀, R₁, R₂, та гальванометра G і джерела струму Е, які утворюють розгалужене коло. Невідомий опір R_X розраховується за правилами Кірхгофа. Ці правила та методика їх застосування детально розглянуто у Додатку (§5). В одну з діагоналей кола вмикається джерело струму Е, в іншу - чутливий гальванометр G.

При довільному співвідношенні опорів, що складають мостову схему, через гальванометр G буде йти струм. Однак існує одне співвідношення між опорами пліч моста, при якому сила струму, що протікає через мікроамперметр, дорівнює нулю.

Дійсно, у відповідності з другим правилом Кірхгофа для будь-якого замкнутого контуру алгебраїчна сума падінь напруг на окремих ділянках ланцюга дорівнює алгебраїчній сумі діючих у цьому контурі ЕРС:

.

Запишемо це рівняння для контурів АСД і СВД, допустивши, що струм у діагоналі, у яку вімкнений мікроамперметр, дорівнює нулю

, (1)

З рівнянь (1) одержимо умову рівноваги моста постійного струму

з якої випливає

На схемі, зображеній на Мал.1, опори R₁ і R₂ - сталі. Як опір R₀, використовується магазин опорів.

.