Порядок виконання роботи та обробка результатів вимірювання

Лабораторна робота №6

Вимірювання електричних величин

Виконав:

Степанча О.О. ІАСУ 108

Допущений: Виконав: Здав:

____________ ____________ _____________

Тема: Вимірювання електричних величин.

Мета: ознайомлення з електровимірювальними приладами, експериментальне визначення опору провідника за допомогою амперметра та вольтметра.

Короткі теоретичні відомості: Прилади для вимірювання сили струму в електричному колі називаються амперметрами. Амперметри вмикають послідовно зі споживачем електричної енергії. Вони повинні мати якомога менший опір, щоб їх увімкнення істотно не змінювало сили струму в колі.

Прилади, які використовуються для вимірювання напруги(різниці потенціалів), називають вольтметрами. Вольтметри підмикають паралельно до тієї ділянки кола, між крайніми точками якої потрібно виміряти різницю потенціалів. Опір вольтметра має перевищувати опір цієї ділянки.

Максимальне значення величини, яке може виміряти приклад, називається межею вимірювання, або номінальним значенням приладу. Ціна поділки С визначається відношенням номінального значення Х_max до загальної кількості N поділок на шкалі приладу:

(1)

Значення ціни поділки приладу необхідне для визначення виміряного значення x шуканої величини за формулою:

(2)

де — кількість поділок, на яке відхилилася стрілка при вимірюванні.

Важливою характеристикою приладу є його клас точності , який визначається відношенням інструментальної абсолютної похибки приладу до його межі вимірювання і виражається у відсотках:

(3)

Знаючи клас точності, завжди можна визначити максимальну похибку приладу:

(4)

Якщо необхідно виміряти силу струму або напругу, які перевищують межу вимірювання приладу, використовують шунти й додаткові опори.

Шунт умикають паралельно амперметру, унаслідок чого через амперметр пройде лише частина вимірюваного струму. Опір шунта дорівнює:

,

де та — опори шунта та амперметра; m — коефіцієнт розширення межі вимірювання, який визначається відношенням струму, що протікає через амперметр:

Для розширення межі вимірювання вольтметра використовують додатковий опір, який вмикається послідовно з вольтметром. Додатковий опір:

де — опір вольтметра; m — коефіцієнт розширення межі вимірювання, який визначається відношенням повної напруги до напруги вольтметра:

При розширенні межі вимірювання приладу зростає відповідно ціна його поділки.

Використовуючи закон Ома для ділянки кола, що містить амперметр і вольтметр, можна визначити невідомий опір:

У цій роботі для визначення опору використовується схема, зображена на малюнку 4. Вона включає в себе джерело постійного струму ԑ, реостат R, амперметр, вольтметр та опір. Реостат умикається за схемою подільника напруги й призначається для вимірювання струму в колі.

Амперметр вимірює силу струму, який протікає через опір R_X, а вольтметр вимірює силу напруги на невідомому опорі та опір амперметра. Згідно з законом Ома маємо:

U=I(R_X + R_A),

Звідки

. (5)

Порядок виконання роботи та обробка результатів вимірювання

1. Ознайомитися з приладами та занести відповідні дані до таблиці 1 і 2.

2. За допомогою формул (1) і (4) обчислити ціну поділки та інструментальну похибку для всіх меж вимірювання, вказаних на приладах. Здобуті результати занести до таблиці 1 і 2.

3. Зібрати електричне коло за схемою, зображеною на малюнку 4. Переміщуючи повзунок реостата, провести вимірювання струму та напруги в такому порядку.

3.1. Стрілки приладів перебувають у першій третині їхніх шкал.

3.2. Стрілки приладів перебувають у середній частині шкал.

3.3. Стрілки приладів перебувають в останній третині шкал.

3.4. При кожному вимірюванні покази приладів (кількість поділок) вносити в таблицю 3.

4. Використовуючи вирази (2) і (5), обчислити значення струму, напруги й опору R_X. при потребі скористатися даними таблиці 1 і 2.

5. Для кожного досліду обчислити відносні похибки прямих вимірювань струму й напруги, а також відносну й абсолютну похибки опосередкованого вимірювання опору. Усі здобуті результати занести до таблиці 3. Проаналізувати, в якому разі похибки найменші.

Таблиця 1.

Амперметр	Діапазон вимірювання Imax, A	Кількість поділок N	Ціна поділки C,A	Клас точності ,%	Абсолютна похибка , А	RA,Ом

Таблиця 2.

Вольтметр	Діапазон вимірювання Umax, В	Кількість поділок N	Ціна поділки C,В	Клас точності ,%	Абсолютна похибка , В	RV,Ом

Таблиця 3.

№	Напруга U	Струм I	Відносна похибка , %	Відносна похибка , %	Опір RX, Ом	Відносна похибка	Абсолютна похибка , Ом
Под.	В	Под.	А
1.
2.
3.

12
• Далее ⇒