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 ´ U_min), (15)

где U – показания потенциометра в вольтах; U_min – цена деления реохорда, зависящая от установленного положения штепсельного переключателя пределов:

“ 0,5 ” - U_min = 2,5 10^-5 B;

“ 1 ” - U_min = 5 10^-5 B;

“ 2 ” - U_min = 10 10^-5 B;

Кроме потенциометра, в состав установки входит электронный блок – стабилизатор напряжения, условно обозначенный как ЭДС Ɛ. К нему подключена цепочка из двух последовательно соединенных сопротивлений R_эт и R_х (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 R_эт, то по формуле (16) можно косвенно определить величину тока, протекающего по нему.

Для схемы, изображенной на рис. 6, имеем:

U_эт = I R_эт; U_x =I R_x;

Величина тока, проходящего по обоим сопротивлениям R_эт и R_x, 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 U_эт на эталонном сопротивлении, величина которого R_эт =(33±2) Ом. Вычислить абсолютную погрешность ΔU_эт по формуле (15).

· 2. Измерить падение напряжения U_х на неизвестном сопротивлении R_х. Вычислить абсолютную погрешность ΔU_х 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 R_х.

· 7. Определить относительную и абсолютную погрешности неизвестного сопротивления R_х.

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 Ɛ_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.