Лабы по физике 2022-2023 / 1 сем / лаба9 / Лабораторная по физике 9
.docxФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И. Ульянова (Ленина)»
кафедра физики
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 9
«ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ»
Выполнил:
Группа №
Преподаватель: Иманбаева Райхан Талгатовна
Вопросы |
Задачи ИДЗ |
Даты коллоквиума |
Итог |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||||||||
|
||||||||||
|
||||||||||
|
Санкт-Петербург, 2022
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление с компенсационным методом измерения на примере электродвижущей силы (ЭДС); приобретение навыков применения правил Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: стенд для сборки измерительной цепи; источники известной, вспомогательной и измеряемой ЭДС; линейный
потенциометр со шкалой (реохорд); микроамперметр с нулем посередине
шкалы (нуль-индикатор).
СХЕМА И ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ:
Измерительная цепь состоит из источников тока , , с ЭДС , , соответственно. Источник создает в цепи потенциометра рабочий ток . Источник одноименным полюсом подключен к источнику , а другим полюсом – через нуль-индикатор и кнопку – к движку потенциометра . При замыкании кнопки в цепи устанавливаются токи , , .
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Правила Кирхгофа.
Первое правило Кирхгофа для узла А дает
По второму правилу Кирхгофа для контуров A–G1–B–A и A–G3–C–B–A получим соответственно
и
где – сопротивление введенного участка потенциометра – внутренние сопротивления источников и и микроамперметра соответственно.
Метод компенсации.
Система уравнений (1) – (3) полностью определяет все токи в цепи. В частном случае, когда подобрано так, что через микроамперметр тока нет ( = 0), из уравнений (1) – (3) получаем
Чтобы найти , необходимо определить силу рабочего тока , протекающего через потенциометр. Для этого вместо измеряемого источника включают источник с известной ЭДС и добиваются ее компенсации ( = 0), которая наступает при некотором отличном от сопротивлении введенного участка потенциометра . При этом
учитывая (4), получаем
Для линейных потенциометров отношение равно отношению соответствующих координат движка , отсчитываемых по шкале потенциометра, таким образом
Максимальное значение
Максимальное значение ЭДС , которое можно измерить, определяется наибольшим возможным падением напряжения на введенном участке потенциометра, т. е. при полностью введенном сопротивлении .
это значение меньше , но поскольку >> , можно считать .
ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЕНСАЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ
|
|
|
|
|
|
|
151 |
152 |
148 |
153 |
149 |
|
231 |
233 |
234 |
235 |
236 |
|
236 |
235 |
234 |
233 |
232 |
|
|
|
|
|
|
1,275 |
30000 |
1000 |
|
0,05 |
397 |
Погрешности:
Выполнил
Факультет КТИ
Группа №
“____” __________ _____
Преподаватель: Иманбаева Райхан Талгатовна
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКПЕРИМЕНТА
Ранжированная выборка значений
|
|
|
|
|
|
|
148 |
149 |
151 |
152 |
153 |
N = 5; P = 95%
Промахов не обнаружено
Ранжированная выборка значений
|
|
|
|
|
|
|
231 |
233 |
234 |
235 |
236 |
N = 5; P = 95%
Промахов не обнаружено
Ранжированная выборка значений
|
|
|
|
|
|
|
232 |
233 |
234 |
235 |
236 |
N = 5; P = 95%
Промахов не обнаружено
ВЫВОДЫ
В ходе работы был изучен компенсационный метод измерения; были посчитаны ЭДС источника в исходной цепи и ЭДС источника в цепи с дополнительным резистором, и был сделан вывод, что количество резисторов не влияет на ЭДС источника; при помощи правил Кирхгофа было определено внутреннее сопротивление источника.
ВОПРОСЫ ПО ЛАБАРАТОРНОЙ РАБОТЕ
7. Запишите закон Ома в дифференциальной форме. Объясните, какие величины входят в формулу и в каких единицах они измеряются?
37. Сформулируйте второе правило Кирхгофа. Какие величины входят в запись этого правила? Сколько независимых уравнений можно составить, используя это правило?