Изучение вольтметра магнитоэлектрической системы. Градуировка вольтметра

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 ( r_v ) 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* ( R_д + r) + Iг * r_v и R _д= ( U / I_г ) – r

В формуле I_г – максимальный ток, на который рассчитан гальванометр; r = R_д + 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:

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

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)

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