Хід роботи

1. Зібрати схему, представлену на рисунку нижче:

Рисунок 1.2 – Підключення вольтметрів до штативу лабораторного.

2. На блоці живлення встановити:

• перемикач «~ 30 B –» встановити в положення «~»;

• перемикач «~ 6,3 B –» встановити в положення «–»;

• перемикач «–120 В ~250 B» встановити в положення «~250 B» після підключення вольтметра V4 для вимірювання напруги ~250 B (на рис. 1 зображено пунктирними лініями);

• перемикач «–120 В ~250 B» встановити в положення «–120 В» після підключення вольтметра V5 для вимірювання напруги –120 B (на рис. 1.2 зображено пунктирними лініями).

3. Під час проведення роботи встановлювати максимальні значення регульованих напруг за допомогою ручек потенціометрів на лицьовий панелі блоку живлення.

4. Записати показання приладів у таблицю:

Таблиця 1.2 – Таблиця вимірювань.

Uv1	Uv2	Uv3	Uv4 (~220 B)	Uv4 (~250 B)	Uv5 (–250 B)	Uv5 (–120 B)

5. Розрахувати абсолютну, відносну та приведену погрішність вимірювання вольтметром V4 напруги ~220 B в припущені, що дійсне значення вимірюваної напруги дорівнює U_d = 230 В.

– абсолютна погрішність;

– відносна погрішність;

– приведена погрішність;

6. Розрахувати максимальну абсолютну, відносну та приведену погрішність вимірювання всіх вольтметрів, що використовуються в роботі, керуючись для цього значенням їх класів точності К.

– приведена погрішність;

– абсолютна погрішність;

– відносна погрішність;

7. Протокол повинен містити назву, мету роботи, перелік та метрологічні параметри приладів, схеми на рис. 1.1 і 1.2, таблиці 1.1 і 1.2, розрахункові формули та дані, висновок про відповідність вольтметру V4 класу точності, а стенду його паспорту.

2. Лабораторна робота № дослідження закону ома.

Мета роботи: вивчити й перевірити виконання закону Ома в колах постійного струму, навчитися вимірювати опір за допомогою амперметра та вольтметра.

Прилади та обладнання, що використовується:

• V1 вольтметр постійного струму 50 В;

• A1 міліамперметр постійного струму 50 мА;

• Плата №1.

Необхідна кількість провідників – 9 (2 довгих провідника та 5 коротких з вилками на обох кінцях, 2 провідника з вилкою на одному кінці та штепселем на другому).

Стислі теоретичні відомості

Елемент кола, в якому здійснюється необоротний процес перетворення електроенергії в теплову називається електричним активним опором.

Розглянемо ділянку кола.

З

Рисунок 2.3 – Ділянка кола.

гідно закону Ома, струм І на ділянці кола пропорційний напрузі U на цій ділянці: I = Ug.

Коефіцієнт пропорційності g називається електричною провідністю.

Величина, зворотна провідності R = 1/g, кількісно визначає значення опору ділянки кола. Опір вимірюється в омах – «Ом», а провідність в сименсах – «См» або «1/Ом».

З закону Ома випливають формули: .

В електричному колі кожний елемент – і джерело, і провід, і приймачі мають певний електричний опір.

Зобразимо схему найпростішого електричного кола з врахуванням опорів всіх його елементів.

Через всі послідовно з’єднані елементи кола протікає один і той же струм І. Величина цього струму прямо пропорційна електрорушійній силі джерела і зворотно пропорційна загальному опору кола

, де

R _дж – опір джерела;

R _п – опір проводів;

R _н – опір навантаження (приймача);

R _зовн = R _п + R _н – загальний опір зовнішнього кола.

Ця формула є виразом закону Ома для замкнутого електричного кола. Її можна записати в іншому вигляді:

E = IR _дж + IR _п + IR _н = IR _дж + IR _зовн.

Частина електрорушійної сили, що витрачається на здолання внутрішнього опору джерела називається падінням (втратою) напруги в джерелі U _дж = IR _дж.

Друга частина ЕРС витрачається на здолання опору зовнішнього кола і називається напругою на клемах джерела (генератора) U _дж = E – IR _дж = E – U _дж.

При зменшенні зовнішнього опору R _зовн струм І в колі збільшується, падіння напруги в джерелі збільшується і тому напруга на клемах джерела зменшується.

Залежність U _дж(І) називається зовнішньою характеристикою джерела.

Вигляд зовнішньої характеристики джерела:

Як правило R _дж << R _зовн і, тому допустимо вважати U _дж  Е.

Якщо джерело з’єднане з навантаженням лінією передачі (проводами), то при проходженні струму в ній втрачається частина напруги U _п = IR _п. Тому напруга U _н на клемах навантаження менша за напругу на клемах джерела на величину U _п

U _н = U _дж – U _п = Е – І (R _дж + R _п).

Лінії електропередачі, як правило, виконують мідними алюмінієвими і рідше сталевими проводами.

Опір металевого провідника залежить від його довжини l, площі поперечного перетину S і електропровідних можливостей металу – , де

l – довжина провідника [м];

S – площа поперечного перетину [мм²]

 – питомий опір [].

Наприклад:  міді = 0,0175 ;  алюмінію = 0,029 ;

 сталі = 0,13 – 0,25 .

Опір металевого провідника залежить також від температури. При підвищені температури опір збільшується. Приблизно ця залежність визначається формулою

R _2 = R _1 [1 + (₂ – ₁)], де

R _1 і R _2 – опір відповідно при температурах ₁С і ₂С;

 – температурний коефіцієнт для інтервалу 0  100.

Наприклад:  _міді = 0,004 град^–1;  _{алюмінію} = 0,004 град^–1;  _сталі = 0,006 град^–1.

На практиці площу перетину проводів вибирають так, щоб втрати напруги в них не перевищували 5 – 10% від напруги джерела.