Указания к выполнению работы

1. Запустите программу лабораторной работы № 3.2 «Измерение мощности постоянного электрического тока». На экране компьютера появится модель лабораторного стенда (рис. 4.4.). Изучите расположение частей стенда.

2. Рассчитайте сопротивление R_н, при котором напряжению 15 В на выходе УИП будет соответствовать сила тока 3 А в цепи (рис. 4.1). При расчете учтите внутреннее сопротивление. Установите сопротивление магазина равным рассчитанному значению R_н.

Включите УИП тумблером «СЕТЬ», переключатель диапазонов установите в положение «0-15 В», ручку плавной регулировки выходного напряжения – в крайнее левое положение.

3. Измерение электрической мощности при R_н = 4,9 Ом.

3.1. Переведите переключатель КУ в положение 1, что соответствует схеме включения приборов согласно рис. 4.1а. Установите на вольтамперметрах пределы, на которых обеспечивается наиболее высокая точность измерений силы тока и напряжения при токе нагрузки 3 А. Рекомендуется, чтобы показания приборов были как можно ближе к установленному пределу шкалы.

Плавно поверните ручку УИП в крайнее правое положение, соответствующее выходному напряжению 15 В. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, значение R_н.

3.2. Не меняя других настроек, переведите переключатель КУ в положение 2, что соответствует схеме согласно рис. 4.1б. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, сопротивление магазина.

4. Измерение электрической мощности при R_н = 100 Ом.

4.1. Не меняя напряжение на выходе УИП, увеличьте сопротивление магазина до 100 Ом. Рассчитайте значение силы тока в цепи при U = 15 В, R_н = 10 кОм. Установите пределы вольтметра и амперметра, на которых обеспечивается наиболее высокая точность измерений. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, значение R_н.

4.2. Не меняя других настроек, переведите переключатель КУ в положение 2, что соответствует схеме, показанной на рис. 4.1б. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, сопротивление магазина.

5. Измерение электрической мощности при R_н = 10 кОм.

Выполните действия, описанные в п. 4, при R_н = 10 кОм.

Закройте приложение Lab VIEW.

6. Рассчитайте относительные погрешности косвенных измерений мощности, используя формулы (1)-(8).

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- сведения о цели и порядке выполнения работы;

- сведения о характеристиках использованных средств измерений;

- электрические схемы;

- экспериментальные данные и расчеты;

- заполненные таблицы отчета (табл. 3.1) и расчеты погрешностей;

- графики зависимости мощности и погрешности измерения мощности от R_н при различных схемах включения;

- вывод об особенностях и областях применения исследованных схем измерения мощности.

Таблица 3.1.

Измерение мощности постоянного тока методом амперметра и вольтметра Магнитоэлектрический амперметр: класс точности _____; предел шкалы _______; Магнитоэлектрический вольтметр: класс точности ______; предел шкалы _______ Схема № _______
Величина	R_н = 4,9 Ом	R_н = 100 Ом	R_н = 10 кОм
I	U	U	I	U	I
Действительное значение, U_нд, I_нд
Измеренное значение, U_н, I_н
Методическая погрешность, δ_м_U, δ_м_I
Инструментальная погрешность, δ_инс_U, δ_инс_I
Результирующая погрешность, δ_U, δ_I
Погрешность измерения мощности, δ_Р
Результат измерения мощности

Контрольные вопросы

1. Чем можно измерить мощность постоянного тока около 1 Вт (10 Вт, 100 Вт, 1 кВт) с относительной погрешностью не более 0,5 %?

2. Какие электромеханические механизмы используются в ваттметрах постоянного тока?

3. Для какого диапазона мощностей постоянного тока применяются электромеханические и электронные ваттметры?

4. В каких случаях предпочтительно применять электромеханические, а в каком электронные ваттметры постоянного тока? Какова примерная погрешность измерений в этих случаях?

5. Назовите основные источники погрешности при косвенном измерении мощности постоянного тока.

6. Исправный электродинамический ваттметр имеет класс точности 0,5 и шкалу от 0 до 100 Вт. Какова максимально возможная относительная погрешность измерения мощности, если прибор показывает 50 Вт?

7. В каком диапазоне частот можно использовать электродинамический ваттметр?

8. Сравните метрологические характеристики электродинамических и ферродинамических ваттметров.

9. Каковы достоинства ферродинамических ваттметров?