Измерения и вычисления

1. Соберите схему по рис. 4. Прежде чем включить источник питания ИЭПП-1, ручку регулировки выходного напряжения установите против часовой стрелки до упора. Включите источник. Ползунком реохорда установите D на середину шкалы. Магазином сопротивлений R₀ установите R  (700…800) Ом. Ручкой регулирования входного напряжения ИЭПП-1 подайте на входную диагональ моста напряжение не более (1…2) В. Кратковременно замыкая ключ К, изменяйте в большую или меньшую сторону сопротивление R₀ до тех пор и таким образом, чтобы добиться отсутствия тока через гальванометр. Мост будет сбалансирован: R₁ = R₂, l₁ = l₂ и R_x = R₀.

2. Сдвиньте ползунок реохорда в левую или правую сторону и добейтесь изменением R₀ баланса моста. Искомое значение R_x теперь следует искать из соотношения . Сравните это значениеR_x с тем, которое было получено при l₁ = l₂.

Аналогично произведите измерения второго сопротивления, а затем при последовательном и параллельном соединениях двух сопротивлений.

Результаты измерений и расчетов удобно вносить в следующую таблицу:

№ п/п	l1, мм	l2, мм	R0, Ом	Rизм, Ом	R, Ом	Rэксп, Ом
1*
2**
3***

* — Случай, когда l₁ = l₂.

** — Случай, когда l₁ > l₂.

*** — Случай, когда l₁ < l₂.

Контрольные вопросы

1. Что такое электрический ток?

2. Как определяется сопротивление линейных проводников? От чего оно зависит и в каких единицах измеряется? Каково сопротивление тела человека?

3. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.

4. От чего зависит биологическое действие тока?

Лабораторная работа № 12 изучение электроизмерительных приборов

Цель работы: 1. Уяснить принцип измерения токов и напряжений

2. Приобрести навыки в использовании одного и того же измерительного механизма для измерения токов и напряжений в широких пределах.

Приборы и принадлежности: измерительный механизм – микроамперметр, контрольный вольтметр, контрольный миллиамперметр, магазин сопротивлений, реостат, источник напряжения ИЭПП-1, набор соединительных проводов, омметр.

Описание установки и краткая теория

а)

б)

Рис. 1.

Для измерения токов и напряжений может быть использован один и тот же измерительный механизм. При включении такого механизма в электрическую схему через него течет ток. Величина электрического тока, протекающего через измерительный механизм и вызывающего отклонение стрелки прибора на всю шкалу (последнее деление шкалы), называется номинальным током прибора I_н. Так как любой электроизмерительный прибор обладает внутренним сопротивлением R_пр, то при протекании тока через него создается падение напряжения I·R_пр. Очевидно, что при І = І_н падение напряжения на внутреннем сопротивлении прибора равно U_н = I_н·R_пр. Это напряжение называется номинальным напряжением прибора (измерительного механизма).

Для измерения величины тока какой-либо ветви электрической схемы в неё последовательно с другими приборами включается измерительный механизм – прибор (рис. 1а). Для измерения падения напряжения на каком-либо участке цепи прибор подключается параллельно этому участку (рис. 1б). В первом случае прибор называют амперметром (милли-, микро-), а во втором – вольтметром (милли-, микро-).

Поскольку данный измерительный механизм в чистом виде рассчитан на максимальную силу тока І_max = І_н, то, очевидно, этот же механизм может быть использован для измерения напряжения, величина которого не может принимать значений больших, чем U_н = I_н·R_пр.

Рис. 2.

Для расширения пределов измерения данным прибором токов его снабжают шунтом. Это определенным образом выбранное сопротивление, включаемое параллельно измерительному механизму (рис. 2).

Шунт отводит через себя ту часть измеряемого тока, которая превышает номинальный ток прибора, а именно I_ш = I_изм - I_н. Сопротивление шунта может быть рассчитано по формуле:

(1)

где R_ш – сопротивление шунта, R_пр – сопротивление прибора, n = I_изм/I_н.

Рассмотренный выше способ расширения пределов измеряемых прибором токов применим только к приборам магнитоэлектрической системы, которые могут работать в цепях постоянного тока. Расширение пределов измерений токов и напряжений у приборов других систем осуществляется другими методами. В данной работе требуется расширить пределы измерения токов и напряжений измерительным механизмом (прибором) до значений, указанных преподавателем.