3. Содержание отчета

В отчете должны быть представлены следующие разделы:

1. Цель работы.

2. Необходимые для расчетов формулы.

3. Таблица результатов.

4. Выводы.

4. Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон Ома для участка и полной цепи.

2. Как включается в цепь амперметр?

3. Как подключают к амперметру шунт?

4. Выведите формулу для расчета сопротивления шунта.

5. Дополнение (УИРС)

1. Выведите закон Ома для однородного участка цепи в дифференциальной форме.

2. При данном значении N рассчитать шунты для всех пределов измерения испытуемого амперметра.

Лабораторная работа № 2.9 Измерение разности потенциалов вольтметром. Расширение шкалы вольтметра.

Приборы: испытуемый вольтметр, эталонный вольтметр, магазин сопротивлений, источник тока.

1. Краткая теория

Разность потенциалов (напряжение) измеряется электродинамическим, компенсационным, электростатическим и другими методами.

Наиболее распространенный в науке и технике, в учебных лабораториях и школьной практике – электродинамический метод измерения разности потенциалов. Этим методом испытываются вольтметры различных систем: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической. Измерения разности потенциалов электродинамическим способом сводится к измерению токоизмерителем тока, протекающего в цепи с неизвестным сопротивлением под действием измеряемой разности потенциалов.

Допустим, что нам необходимо измерить разность потенциалов на концах резистора R цепи, представленной на рис. 9.1

Для этого присоединяем токоизмеритель (например, гальванометр)

Рис.9.1

V параллельно этому участку цепи. Ток, протекающий через гальванометр, равен I_v = U/ R_v где U – разность потенциалов на концах резистора R (между точками M и N), R_v – сопротивление измерительного прибора. Отсюда, U = I_v R . Так как сопротивление токоизмеряющего прибора R_v величина постоянная, сила тока I_v в нем прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на участке MN цепи. Тогда шкалу токоизмерительного прибора можно проградуировать в вольтах.

Токоизмеритель, проградуированный в вольтах, называется вольтметром.

Для расширения предела измерения вольтметра (то есть увеличения цены деления его шкалы) последовательно ему включают сопротивление, называемое добавочным.

Проведем расчет добавочного сопротивления, которое увеличит пределы измерения вольтметра в n – раз. Пусть вольтметр имеет предел измерения U_v вольт. Необходимо расширить предел его измерения до n·U_v вольт. Подключим последовательно с вольтметром такое добавочное сопротивление R_доб., при котором сила тока через токонесущую часть прибора была бы номинальной, то есть:

I_v = U_v/ R_v (9.1)

На основании закона Ома ток, текущий через вольтметр с добавочным сопротивлением R_доб, равен

(9.2)

Приравниваем уравнение (9.1) и (9.2)

Отсюда следует:

R_доб = R_v (n – 1) (9.3)

Величина n называется множителем добавочного сопротивления.

Множитель добавочного сопротивления показывает, во сколько раз нужно увеличить показания вольтметра по прежней шкале, что бы получить значение измеряемого напряжения вольтметром с добавочным сопротивлением.