Цель работы: Изучение вольтметра магнитоэлектрической системы.
Вольтметр состоит из чувствительного прибора – гальванометра ( Г ) с внутренним сопротивлением r и дополнительного сопротивления. В вольтметре это сопротивление включено последовательно с гальванометром и называется добавочным ( Rд ). Падение напряжения на участке цепи сопротивления R измеряется вольтметром, который включается параллельно R.
Напряжение в отсутствие вольтметра определяется по закону Ома и равно
U = I * R
Параллельное включение сопротивления вольтметра ( rv ) приведёт к уменьшению сопротивления участка цепи и падения напряжения.
Максимальное напряжение U, которое можно измерить вольтметром, равно сумме падений напряжения на добавочном сопротивлении.
U = I г* ( Rд + r) + Iг * rv и R д= ( U / Iг ) – r
В формуле Iг – максимальный ток, на который рассчитан гальванометр; r = Rд + r – сопротивление вольтметра. Значение Iг и r приводятся на шкале гальванометра.
Подбирая различные значения Rд, можно в широких пределах измерить диапазон измеряемых напряжений U и, следовательно, цену деления вольтметра.
Экспериментальная установка:
Таблица приборов:
Тип приборов |
Предел измерений |
Цена деления |
Класс точности |
Предельная погрешность |
Вольтметр |
||||
Мост сопротивлений |
||||
Амперметр |
||||
1. Произвести градуировку вольтметра. Установить максимальное значение напряжения по вольтметру установки V или по изучаемому вольтметру. Записать U и соответствующее ему показания А1 исследуемого прибора в таблицу, вычислить цену деления U/A1.
Диапазон разбить на 12 интервалов и снять зависимость U(A1). Результаты измерений и вычислений цены деления занести в таблицу. Построить градировочный график. Сравнить измеренное значение U с заданным преподавателем.
I = 50(mkA)
R = 343(Om)
Umax = 5(V)
U = 343 * 50 * 10 ^ -6 = 1715 * 10 ^ -5
n = 5 / 1715 * 10 ^ -5 = 291.5
U |
A1 |
U/A1 |
∆ (U/A1) |
∆ (U/A1)^2 |
1 |
5 |
0.2 |
-1,6*10^-3 |
2.56*10^-6 |
2.01 |
10 |
0.201 |
2.6*10^-3 |
6.76*10^-6 |
2.95 |
15 |
0.196 |
2.4*10^-3 |
5.76*10^-6 |
3.9 |
20 |
0.195 |
3.4*10^-3 |
11.56*10^-6 |
5.00 |
25 |
0.2 |
-1.6*10^-3 |
2.56*10^-6 |
Среднее значение |
0,1984 |
----- |
----- |
Rd = (n – 1) * R = (291.5 – 1) * 343 = 99641.5(Om)
Таблица № 1
∆ (U/A1) = 0.1984 – 0.2 = -1,6*10^-3 ∆ (U/A1)^2 = (-1,6*10^-3) ^ 2 = 2.56*10^-6
∆ (U/A1) = 0.1984 – 0.201 = 2.6*10^-3 ∆ (U/A1)^2 = (2.6*10^-3) ^ 2 = 6.76*10^-6
∆ (U/A1) = 0.1984 – 0.196 = 2.4*10^-3 ∆ (U/A1)^2 = (2.4*10^-3) ^ 2 = 5.76*10^-6
∆ (U/A1) = 0.1984 – 0.195 = 3.4*10^-3 ∆ (U/A1)^2 = (3.4*10^-3) ^ 2 = 11.56*10^-6
∆ (U/A1) = 0.1984 – 0.2 = -1,6*10^-3 ∆ (U/A1)^2 = (-1.6*10^-3) ^ 2 = 2.56*10^-6
2. Определить сопротивление Rv вольтметра V установки. Расширить предел измерения стандартного вольтметра в n раз.
Rv = (R + Rd) *(U / U1)
U |
A2 |
U1 =(U /A1) * A2 |
Rv |
∆Rv |
∆Rv^2 |
4.28 |
37 |
7.340 |
58301.58 |
-554.002 |
306918.21 |
4.00 |
35 |
6.944 |
57594.72 |
152.85 |
23363.12 |
3.89 |
34 |
6.745 |
57663.41 |
84.16 |
7082.90 |
3.78 |
33 |
6.547 |
57727.41 |
20.16 |
406.42 |
3.42 |
30 |
5.952 |
57450.77 |
296.8 |
88090.24 |
Среднее значение |
57747.57 |
----- |
----- |
U1 = 0.1984 *37 = 7.340 В Rv = (343 + 99641.5) * (4.28 / 7.340) = 58301.58 Ом
U1 = 0.1984 *35 = 6.944 В Rv = (343 + 99641.5) * (4.00 / 6.944) = 57594.72 Ом
U1 = 0.1984 *34 = 6.745 В Rv = (343 + 99641.5) * (3.89 / 6.745) = 57663.41 Ом
U1 = 0.1984 *33 = 6.547 В Rv = (343 + 99641.5) * (3.78 / 6.547) = 57727.41 Ом
U1 = 0.1984 *30 = 5.952 В Rv = (343 + 99641.5) * (3.42 / 5.952) = 57450.77 Ом
∆Rv = 57747.57 - 58301.58 = -554.002 Ом ∆Rv^2 = -554.002 ^ 2 = 306918.21 Ом
∆Rv = 57747.57 - 57594.72= 152.85 Ом ∆Rv^2 = 152.85 ^ 2 = 23363.12 Ом
∆Rv = 57747.57 - 57663.41= 84.16 Ом ∆Rv^2 = 84.16 ^ 2 = 7082.90 Ом
∆Rv = 57747.57 - 57727.41= 20.16 Ом ∆Rv^2 = 20.16 ^ 2 = 406.42 Ом
∆Rv = 57747.57 - 57450.77= 296.8 Ом ∆Rv^2 = -296.8^ 2 = 88090.24 Ом
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.