Лабораторна робота №2 Використання цифрових вимірювальних пристроїв під час дослідження електронних систем

Мета роботи: експериментальне дослідження простих електричних систем, визначення похибок розрахунку таких систем, похибок їх елементів та похибок вимірювання фізичних величин, які характеризують їх роботу.

Стилі теоретичні відомості.

Під час розрахунку електронних систем широко застосовуються еквівалентні перетворення, які уявляють собою заміну схеми з певними властивостями іншою схемою з такими ж властивостями. Один з прикладів таких перетворень – еквівалентне перетворення резисторів.

В електричних колах існують послідовне (ри.2.1,а), паралельне (рис.2.1,б), та змішане (рис2.1,в) з’єднання резисторів. Якщо в одному електричному колі застосовано і послідовне і паралельне з’єднання резисторів, воно називається змішаним. Еквівалентний опір кількох послідовно з’єднаних резисторів дорівнює сумі їх опорів

R_E = R₁ + R₂ + R₃ +…

Рис. 2.1.

Для розрахунку еквівалентного опору паралельно з’єднаних резисторів використовують величину зворотну до опору – провідність.

Еквівалентна провідність паралельно сполучених резисторів дорівнює сумі їх провідностей

Використовуючи ці два правила, можна розрахувати еквівалентний опір будь-якого кола, складеного з резисторів. Але якщо ви експериментально визначите цей опір, ви побачите, що результат розрахунку та результат експерименту не співпадають. Це пояснюється наявністю похибок. В нашому випадку можна говорити про три види похибок:

1) Через похибки, які трапляються під час виготовлення резисторів, їх опір відрізняється від номінального значення.

2) Можливі похибки розрахунку, наприклад, в разі округлення.

3) Будь яке вимірювання також супроводжується похибками.

Різниця між експериментально знайденим значенням фізичної величини та умовно істинним її значенням виміру називають абсолютним значенням похибки, або скорочено – абсолютною похибкою. Відношення абсолютної похибки до умовно істинного значення величини – це відносне значення похибки, або скорочено –відносна похибка.

Зміст лабораторної роботи полягає в розрахунку опору заданого викладачем електричного кола, вимірюванні цього опору та порівнянні результатів. Вимірювання опору пропонується провести за методом вольтметра та амперметра.

Цей метод полягає в роздільному вимірюванні струму І через елемент електричного кола та напруги U, яка падає на ньому. Результати вимірювань використовують для розрахунку опору відповідно до закону Ома:

.

Для вимірювання струмів та напруг в лабораторній роботі застосовується цифровий ампервольтомметр типу В7-35. В цифрових вимірювальних приладах вхідна аналогова величина перетворюється в дискретний вихідний сигнал і надається у вигляді числа на цифровому відліковому пристрої. Прилад В7-35 призначений для вимірювання напруги, струму та опору.

Вибір роду струму, а також вимірюваної величини здійснюється перемикачами передньої панелі приладу. Гнізда для підключення зовнішніх зв’язків знаходяться на боковій панелі.

Потреби у виборі діапазону показів не існує, оскільки в приладі В7-35 застосований автоматичний вибір діапазонів.

Порядок виконання роботи.

1. Отримати у викладача п’ять резисторів.

2. Вибрати три резистора і зібрати схему, в якій вони включені послідовно (рис. 2.1,а). Розрахувати еквівалентний опір. Результат занести в таблицю 2.1.

3. За допомогою метода вольтметра та амперметра виміряти еквівалентний опір. Результати вимірювання занести в таблицю 2.1.

4. Вибрати три резистора і зібрати схему, в якій вони включені паралельно (рис. 2.1,б). Розрахувати еквівалентний опір. Результат занести в таблицю 2.1.

5. За допомогою метода вольтметра та амперметра виміряти еквівалентний опір. Результати вимірювання занести в таблицю 2.1.

6. Отримати у викладача схему з комбінованим з’єднанням резисторів. Розрахувати еквівалентний опір і результат занести в таблицю 2.1.

7. Зібрати схему, виміряти еквівалентний опір і результат занести в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

Послідовне з’єднання	Паралельне з’єднання	Комбіноване з’єднання
Струм	Напруга	Опір	Струм	Напруга	Опір	Струм	Напруга	Опір

8. За даними таблиці 2.1 розрахувати похибки визначення еквівалентного опору для всіх трьох видів з’єднань:

абсолютне значення похибки , де – виміряне значення опору, а – розраховане значення опору;

відносне значення похибки .

Результати розрахунків занести в таблицю 2.2

Таблиця2.2

Послідовне з’єднання	Паралельне з’єднання	Комбіноване з’єднання
Δ	γ	Δ	γ	Δ	γ

Контрольні питання

1. Що таке послідовне з’єднання елементів електричного кола?

2. Що таке паралельне з’єднання елементів електричного кола?

3. Що таке комбіноване з’єднання елементів електричного кола?

4. Що таке еквівалентний опір?

5. Що таке абсолютна похибка?

6. Що таке відносна похибка?

7. Розкажіть про вимірювання опору методом вольтметра та амперметра.

Лабораторна робота №3
Використання осцилографа під час дослідження електронних систем.

Мета роботи: ознайомитись з принципом дії електронно-променевого осцилографа, правилами користування ним та здобути перших навичок застосування його для дослідження електричних сигналів.