- •Лабораторная работа №2. 0 изучение электроизмерительных приборов
- •Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
- •Погрешности приборов
- •Классификация приборов по принципу действия магнитоэлектричекская система
- •Электромагнитная система
- •Электродинамическая система
- •Многопредельные приборы
- •Правила пользования многопредельными приборами
- •Ампервольтметр
- •Цифровой мультиметр
- •Внимание!
- •Лабораторная работа №2. 0 определение сопротивления проводников с помощью моста уитстона
- •4. Введение
- •5. Рабочая схема
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 измерение емкости конденсатора с помощью баллистического гальванометра
- •4.Введение
- •5. Использование прибора в работе
- •6. Описание схемы для выполнения работы
- •7.Выполнение работы
- •7.1 Градуировка гальванометра
- •7.2 Определение емкости конденсатора
- •8. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 изучение зависимости мощности и к. П. Д. Источника тока от напряжения на нагрузке.
- •4.Введение
- •5.Последовательность выполнения работы.
- •6.Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа №2. 0 эффект холла
- •3.Теоретическое введение.
- •Общие сведения.
- •Эффект Холла в полупроводниках.
- •Датчик эдс Холла.
- •Порядок работы с установкой для измерения зависимости эдс Холла от тока через образец.
- •4.Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 определение числа фарадея и заряда электрона
- •4.Введение
- •6 .Описание лабораторной установки
- •6 Порядок выполнения работы
- •7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 определение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •Введение
- •Р исунок 7. 2
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок измерений.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №2. 0 определение коэффициента трансформации и коэффициента полезного действия трансформатора
- •3. Введение
- •5. Порядок выполнения работы
- •6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля земли
- •4. Введение
- •5 Описание лабораторной установки
- •6 Порядок выполнения работы
- •7 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 измерение индуктивности, емкости и проверка закона ома для переменного тока
- •4.Введение:
- •4. Порядок выполнения работы
- •Измерение индуктивности.
- •Измерение емкости конденсатора
- •Проверка закона Ома для цепи переменного тока
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 Изучение магнитных свойств ферромагнетиков.
- •Введение
- •5. Описание лабораторной установки.
- •6. Порядок выполнения работы
- •I. Получение данных для петли гистерезиса.
- •II . Получение данных для кривой индукции.
- •III. Определение чувствительности осциллографа по осям X иY.
- •IV. Обработка опытных данных.
- •V. Определение энергетических потерь на перемагничивание ферромагнетика.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. 0 изучение вольт-амперных характеристик вакуумного диода.
- •3 Введение
- •Р исунок 12. 4
- •Параметры диода
- •Типы катодов
- •4 Описание установки.
- •5. Порядок выполнения работы. Зависимость тока анода от напряжения анода при разных токах накала.
- •Повернуть ручки регулировки тока накала и анодного напряжения против часовой стрелки до упора (минимальное значение).
- •6 Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение условные обозначения систем электроизмерительных приборов с механическими противодействующими моментами
- •Условные графические обозначения
- •Содержание
- •4. Введение 54
- •4. Введение 88
4.Введение
Замкнутая электрическая цепь (рис. 4.1) состоит из источника тока и потребителя (нагрузки) с сопротивлением R, подключенного к нему проводниками. Основными характеристиками источника тока являются его ЭДС ε и внутреннее сопротивление r. Сопротивление соединительных проводников обычно мало, по этому им можно пренебречь.
Сила тока в замкнутой цепи определяется законом Ома:
(4. 0)
Участки цепи АεВ и ARB относительно точек А и В можно считать соединенными параллельно. Тогда напряжение на нагрузке R будет равно напряжению на выводах источника тока. Его величину можно найти по закону Ома для участка цепи:
(4. 0)
Рисунок 4. 1
Из (4.2) видно, что когда цепь разомкнута (R=∞) напряжение на выводах источника равно его ЭДС. Источник тока совершает работу по переносу заряда. Для замкнутой цепи полная работа над переносимым вдоль цепи зарядом dq, равна dA=dqε. Под полной работой понимаю сумму работ тока во внешнем и внутреннем участках цепи. Разделив работу dA, на время, которое она совершает, получим полную мощность, развиваемую источником тока:
(4. 0)
В нагрузке выделяется только часть той мощности, которая называется полезной мощностью Рн, остальная выделяется внутри источника. Полезную мощность можно подсчитать по формуле:
(4. 0)
где U- напряжение на нагрузке
Из (4.2) получим
Тогда (4. 0)
Из (4) и (5)
(4. 0)
Из (4. 6) следует, что полезная мощность зависит от напряжения на нагрузке, которое зависит от сопротивления нагрузки (см. 4.2). При R=0, U=0 (такой режим работы источника называют «коротким замыканием») Рн=0. Если же R=∞ (при этом цепь разомкнута), то U=ε и снова и снова Рн=0. Если же сопротивление R меняется в пределах от R=0 до R=∞, то, то напряжение будет меняться от 0 до ε, полезная мощность при этом должна иметь максимальное значение при определенном значении R.
Найдем напряжение, при котором Рн=Рmах. Для этого исследуем функцию PH=f(U), т.е. формулу (4.6) на максимум. Возьмем первую производную и приравняем ее к нулю. Получим:
Отсюда следует, что Рн=Рmах, при условии, что
(4. 0)
Подставляя (4.7) в (4.5), получим, что Рн=Рmах, когда R=r.
Коэффициент полезного действия η (КПД) выражается отношением полезной мощности, развиваемой источником тока при работе с данной нагрузкой:
(4. 0)
Иначе если мощность нагрузки , то полная мощность , то
(4. 0)
При РН=Рmах R=r.
Тогда из (4.9) следует, что η=0,5.
5.Последовательность выполнения работы.
Собрать цепь по схеме (рис 4.2), на которой R - магазин сопротивлений. При разомкнутом ключе К записать показания вольтметра. При условии, что Rv>r, где r - внутреннее сопротивление источника тока, можно считать, что вольтметр показывает напряжение, равное ЭДС источника. Записать его значение.
Рисунок 4. 2
Установить предварительно на магазине сопротивление R=0, Замкнуть ключ К. Этот режим "короткого замыкания". Он должен быть минимальным по длительности. Вольтметр при этом покажет U=0.
Изменяя сопротивление нагрузки от R=0, измерять и записывать в таблицу для каждого значения R напряжение U на нагрузке.
Сделать 12-14 таких измерений. Половина из них должна быть при значениях U<ε/2 и столько же при U>ε/2. Вблизи U=ε/2 сопротивление R следует измерять так, чтобы напряжение каждый раз изменялось на 0,04 - 0,08 В (1-2 деления шкалы вольтметра). Вдали от U=ε/2 при переходе от одного измерения к другому скачки напряжения можно делать равными 0,12-0,32 В (3-8 делений шкалы вольтметра).
Комбинируя пары значений R и U (одно при U< ε /2, другое при U> ε /2), вычислить внутреннее сопротивление источника по формуле:
(4. 0)
Из 5-6 расчетов по этой формуле найти среднее значение внутреннего сопротивления источника тока rср.
Для каждого значения U вычислить мощность Рн по формуле (4) и КПД по формуле (8). Все измеренные и вычисленные величины записать в таблицу 4.1.
Таблица 4. 1
-
№ измерения
U, В
R, Ом
Pн, Вт
η
По данным из таблицы построить графики зависимости Pн =f(U) и η=f(U). Оба графика следует строить на одних и тех же осях. Для чего на оси ординат следует сделать 2 шкалы, одну Pн , другую для η.