Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру
1. Записать технические характеристики прибора – гальванометра (миллиамперметра),
из которого необходимо «изготовить» вольтметр, определить исходную цену деления (для
старого прибора), вычислить по закону Ома предельное напряжение на данном пределе
измерения , допустимое для данного прибора (исходный вольтметр):
(14),
где Rгальв–внутреннее сопротивление гальванометра (миллиамперметра) на выбранном
пределе измерения,
Iпред– предельное значение измеряемого тока исходного гальванометра
(миллиамперметра).
2. Рассчитать добавочное сопротивление Rдоб к гальванометру (миллиамперметру)
по формуле 12, чтобы этим прибором можно было измерить напряжение U0 (предел измерения
U0 задаётся преподавателем! ).
3. Собрать цепь (рис.4), используя в качестве добавочного сопротивления магазин
сопротивлений.
4.Определить цену деления изготовленного вольтметра, результаты занести в таблицу 2.
Рис.6 Электрическая схема для градуировки вольтметра с добавочным сопротивлением
Таблица 2
№ | U v В | R v Ом | U 0 В | R доб. Ом | ΔRд. Ом | ε % | Цена деления «нового» вольт-метра | Напряжение по «новому» вольтметру | Напряжение по контрольному вольтметру | Расхож- дение % | ||||
m дел | В | m дел | В | |||||||||||
… | ||||||||||||||
Сред. знач. | ||||||||||||||
4. Включить источник напряжения ВС–24. Регулировать напряжение с помощью потенциометра на источнике питания, снимать показания контрольного и "нового" вольтметра (не менее 10 значений), результат занести в таблицу 2.
5. Вычислить расхождения по формуле
(15).
6. Построить градуировочный график U = U (m), откладывая по оси абсцисс число
делений m, а по оси ординат - соответствующие им напряжения, измеренные изготовленным вольтметром и контрольным вольтметром
Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:
.
Для измерения сопротивлений можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. При известных условиях магнитоэлектрические приборы могут быть использованы не только для измерения тока и напряжения, но и для измерения других величин, в частности, сопротивления. Омметром называется прибор магнитоэлектрической системы со шкалой, проградуированной в Омах, и служащий для измерения сопротивлений. Так как по закону Ома I = U/R, то при постоянном напряжении U каждому значению сопротивления R будет соответствовать определенное значение величины тока I и отклонение стрелки прибора n. Это позволяет проградуировать шкалу прибора в Омах и использовать прибор в качестве омметра. Однако, при изменении напряжения показания прибора не будут соответствовать исходной градуировке, и поэтому омметр снабжается шунтом, с помощью которого стрелка прибора устанавливается на "0" (ручка регулировки выводится на внешнюю панель прибора). Различаются два типа омметров: омметр с последовательным соединением измеряемого сопротивления (рис.7а) и омметр с параллельным соединением измеряемого сопротивления (рис.7б).
Уравнение шкалы последовательной схемы измерения:
,
где Rг - сопротивление цепи гальванометра. При угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений.
Омметр с последовательным сопротивлением соединением измеряемого сопротивления
Схема такого омметра показана на рис.7а и рис.8 (Rх - измеряемое сопротивление). Измерительной частью омметра служит в данном случае гальванометр (миллиамперметр магнитоэлектрической системы). Переменное сопротивление R выполняет роль шунта и служит для установки стрелки омметра на нуль.
|
![Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру - student2.ru](/images/fizika/uprazhnenie-2-raschet-dobavochnogo-soprotivleniya-k-voltmetru-1646360-8.gif)
![Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру - student2.ru](/images/fizika/uprazhnenie-2-raschet-dobavochnogo-soprotivleniya-k-voltmetru-1646360-9.gif)
Рис.8
Необходимо проградуировать шкалу прибора в Омах. Для этого к клеммам "А" и "В" вместо Rх подключают магазин сопротивлений. Очевидно, что при Rх=0. ток получает свое наибольшее значение , то есть отклонение стрелки будет наибольшим.
При Rх, стремящемся к бесконечности, величина тока и отклонение стрелки будут равны нулю. Следовательно, омметр с последовательным соединением имеет "обратную шкалу", отметка Rх = 0 соответствует крайнему правому делению шкалы. Такие омметры служат для измерения относительно больших сопротивлений (порядка тысяч Ом).
Омметр с параллельным соединением измеряемого сопротивления
Такой омметр удобен для измерения относительно малых сопротивлений. Схема омметра такого типа показана на рис. 7б и рис. 9. Здесь сопротивление Rх включается параллельно измерительной части прибора. При Rх→∞ ток через миллиамперметр достигает своего наибольшего значения. Шкала у такого омметра "прямая", т.е. нуль сопротивления соответствует нулевому делению шкалы.