Описание экспериментальной установки
Потенциометр постоянного тока ПП-63 класса 0,05 предназначен как для непосредственного измерения ЭДС и напряжений компенсационным методом, так и для ряда других операций (поверки термопар, получения регулируемого напряжения постоянного тока).
Принцип действия прибора при измерении напряжений и ЭДС уже рассмотрен выше, а схема аналогична ранее рассмотренной на рис 5.
Абсолютная погрешность измерений в вольтах при температуре окружающей среды от +15 до +300С определяется по формуле:
DU = ±(5 ´ 10-4 ´ U + 0,5 ´ Umin), (15)
где U – показания потенциометра в вольтах; Umin – цена деления реохорда, зависящая от установленного положения штепсельного переключателя пределов:
“ 
0,5 ” - Umin = 2,5 10-5 B;
“ 1 ” - Umin = 5 10-5 B;
“ 2 ” - Umin = 10 
10-5 B;
Кроме потенциометра, в состав установки входит электронный блок – стабилизатор напряжения, условно обозначенный как ЭДС . К нему подключена цепочка из двух последовательно соединенных сопротивлений Rэт и Rх (рис 6).
 |
Рис. 6.
Определение величины тока и сопротивления косвенным методом.
Согласно закону Ома для участка цепи, величина падения напряжения U на сопротивлении R и сила тока в цепи I связаны между собой следующей формулой:
(16)
Таким образом, если измерить падение напряжения на известном сопротивлении Rэт, то по формуле (16) можно косвенно определить величину тока, протекающего по нему.
Для схемы, изображенной на рис. 6, имеем:
Uэт = I Rэт; Ux =I Rx;
Величина тока, проходящего по обоим сопротивлениям Rэт и Rx, одинакова. Разделив первое из уравнений на второе, получим:
;
откуда следует:
Таким образом, с помощью косвенных измерений определяется величина тока и сопротивления.
Порядок выполнения работы
· 1. Измерить падение напряжения Uэт на эталонном сопротивлении, величина которого Rэт =(33±2) Ом. Вычислить абсолютную погрешность Uэт по формуле (15).
· 2. Измерить падение напряжения Uх на неизвестном сопротивлении Rх. Вычислить абсолютную погрешность Uх по формуле (15).
· 3 Вычислить силу тока в цепи по формуле:
· 4. Вычислить относительную и абсолютную погрешности измерения силы тока по формулам:
· 5. Полученный результат записать в виде:
I = I ± DI.
· 6. Определить величину неизвестного сопротивления Rх.
· 7. Определить относительную и абсолютную погрешности неизвестного сопротивления Rх.
Контрольные вопросы.
1. Почему подключение вольтметра приводит к ошибкам в измерениях напряжения или ЭДС?
2. В чем заключается сущность компенсационного метода и его преимущества?
3. Сформулируйте и запишите правила Кирхгофа.
4. Нарисуйте схемы и объясните принцип действия простого потенциометра и потенциометра с двойной компенсацией.
5 Выведите формулы для Х.
Литература.
1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. – М.:Наука, 1978. – с. 103 – 105.
2. Хромой Б.П., Моисеев Ю.Г. Электрорадиоизмерения. – М.:Радио и связь, 1985. – с. 77 – 78 (285 с.)
3. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника. – М: Высш. шк., 1991. с. 95 – 97.
4. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. –. М.:Мир, 1990. с. 144 – 146.
5. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.:ВШ, 2001. – с. 250 – 251.