Теория лабораторной работы

Используя гальванометр для измерений в электрических цепях, необходимо знать его основные параметры: – предельное значение тока, которое вызывает отклонение стрелки на всю шкалу, – внутреннее сопротивление гальванометра, – напряжение на клеммах гальванометра, которое вызовет ток .

На практике гальванометр приходится использовать для измерения токов и напряжений превышающих его паспортные значения и . Для расширения пределов измерений используются шунты и добавочные сопротивления.

Часть 1. Использование гальванометра в качестве амперметра

Предположим, что с помощью гальванометра с заданными значениями и нужно измерить ток .

Для этого параллельно необходимо включить сопротивление (шунт) и отвести от гальванометра "лишний" ток (рис.10).

Рис. 10.

Сопротивление шунта можно рассчитать по формуле (7):

(7),

где: (8).

Если , то единицей знаменателя можно пренебречь, тогда

(9).

Измерения и обработка результатов

Расчет шунта

1. Рассчитать сопротивление шунта по формуле (8), (9) для тока I = 1А. Параметры гальванометра: ; .

2. Шунт изготовлен из проволоки. Вычислив ее длину по формуле:

6.

где – площадь поперечного сечения проволоки, =0,6 мм–диаметр проволоки, Oм×м – удельное сопротивление материала проволоки.

Из-за возможной ошибки при измерении толщины проволоки, расчетную длину увеличить на 15 – 20%. Окончательные размеры подобрать согласно пункту 4.

3. После проверки вычисления длины шунта преподавателем, установить на приборе нужную длину шунта.

4. После проверки схемы преподавателем, включить питание и с помощью реостата установить стрелку гальванометра на последнем делении шкалы гальванометра.

5. Отградуировать гальванометр. Для этого необходимо уменьшать ток эталонного амперметра с помощью реостата на 0,1А до 0А, занося показания в табл. 1.

Таблица 1

Номер измерения	Сопротивление шунта , Ом	Длина шунта, , м	Ток эталонного амперметра, , А	Отсчет по шкале гальванометра, делений	Цена деления , А/дел.

ПАРАМЕТРЫ СХЕМЫ:

; ; ; .

6. Изобразить на графике зависимость показаний гальванометра от тока эталонного амперметра .

7. По графику определить цену деления, как , как тангенс наклона прямой к оси абсцисс.

В общем случае , т.е. цена деления есть производная от по , если . В нашем случае ток есть линейная функция от числа делений, т.к. используется гальванометр магнитоэлектрической системы.

Часть 2. Использование гальванометра в качестве вольтметра

Рис. 11.

Тот же гальванометр можно использовать для измерения напряжения , причем . В этом случае необходимо последовательно гальванометру включить добавочное сопротивление , на котором "погаситься" напряжение . (рис. 11).

По закону Ома:

.

Отсюда:

.

Как правило, выполняется условие , тогда добавочное сопротивление вычисляется: (10).