Лабы по физике 2022-2023 / 1 сем / лаба9 / Лабораторная по физике 9

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

им. В.И. Ульянова (Ленина)»

кафедра физики

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 9

«ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ»

Выполнил:

Группа №

Преподаватель: Иманбаева Райхан Талгатовна

Вопросы		Задачи ИДЗ					Даты коллоквиума		Итог

Санкт-Петербург, 2022

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление с компенсационным методом измерения на примере электродвижущей силы (ЭДС); приобретение навыков применения правил Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: стенд для сборки измерительной цепи; источники известной, вспомогательной и измеряемой ЭДС; линейный

потенциометр со шкалой (реохорд); микроамперметр с нулем посередине

шкалы (нуль-индикатор).

СХЕМА И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ:

Измерительная цепь состоит из источников тока , , с ЭДС , , соответственно. Источник создает в цепи потенциометра рабочий ток . Источник одноименным полюсом подключен к источнику , а другим полюсом – через нуль-индикатор и кнопку – к движку потенциометра . При замыкании кнопки в цепи устанавливаются токи , , .

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Правила Кирхгофа.

Первое правило Кирхгофа для узла А дает

По второму правилу Кирхгофа для контуров A–G1–B–A и A–G3–C–B–A получим соответственно

и

где – сопротивление введенного участка потенциометра – внутренние сопротивления источников и и микроамперметра соответственно.

2. Метод компенсации.

Система уравнений (1) – (3) полностью определяет все токи в цепи. В частном случае, когда подобрано так, что через микроамперметр тока нет ( = 0), из уравнений (1) – (3) получаем

Чтобы найти , необходимо определить силу рабочего тока , протекающего через потенциометр. Для этого вместо измеряемого источника включают источник с известной ЭДС и добиваются ее компенсации ( = 0), которая наступает при некотором отличном от сопротивлении введенного участка потенциометра . При этом

учитывая (4), получаем

Для линейных потенциометров отношение равно отношению соответствующих координат движка , отсчитываемых по шкале потенциометра, таким образом

3. Максимальное значение

Максимальное значение ЭДС , которое можно измерить, определяется наибольшим возможным падением напряжения на введенном участке потенциометра, т. е. при полностью введенном сопротивлении .

это значение меньше , но поскольку >> , можно считать .

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ

	151	152	148	153	149
	231	233	234	235	236
	236	235	234	233	232

1,275	30000	1000		0,05	397

Погрешности:

Выполнил

Факультет КТИ

Группа №

“____” __________ _____

Преподаватель: Иманбаева Райхан Талгатовна

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКПЕРИМЕНТА

Ранжированная выборка значений

	148	149	151	152	153

N = 5; P = 95%

Промахов не обнаружено

Ранжированная выборка значений

	231	233	234	235	236

N = 5; P = 95%

Промахов не обнаружено

Ранжированная выборка значений

	232	233	234	235	236

N = 5; P = 95%

Промахов не обнаружено

ВЫВОДЫ

В ходе работы был изучен компенсационный метод измерения; были посчитаны ЭДС источника в исходной цепи и ЭДС источника в цепи с дополнительным резистором, и был сделан вывод, что количество резисторов не влияет на ЭДС источника; при помощи правил Кирхгофа было определено внутреннее сопротивление источника.

ВОПРОСЫ ПО ЛАБАРАТОРНОЙ РАБОТЕ

7. Запишите закон Ома в дифференциальной форме. Объясните, какие величины входят в формулу и в каких единицах они измеряются?

37. Сформулируйте второе правило Кирхгофа. Какие величины входят в запись этого правила? Сколько независимых уравнений можно составить, используя это правило?