Экспериментальная часть. Задание 1. Познакомьтесь с устройством и принципами действия основных электроизмерительных приборов, с методом определения погрешностей при электрических измерениях.

Ознакомьтесь со всеми приборами, стоящими на лабораторном столе и занесите данные приборов в таблицу 2

Таблица 2

Название и марка прибора	Система прибора	Род измеряемого тока	Рабочее положение прибора	Класс точности	Пределы измерения	Цена деления	Абсолютная погрешность	Внутреннее сопротивление прибора

ЗАДАНИЕ 2. Получение вольтамперной характеристики однородного проводника, проверка закона Ома.

а) Соберите цепь по схеме. Общим правилом является соединение сначала участков цепи с последовательным соединением элементов, а затем параллельных ветвей. В последнюю очередь включают вольтметры и параллельные обмотки ваттметров.

Следует помнить, что “+” прибора должен быть соединен с “+” источника, а “-“ прибора - с “-“ источника.

При сборке следует придерживаться следующего порядка:

1. Расположите на столе приборы так, чтобы основная часть схемы (в данном случае, сопротивления) и измерительные приборы были ближе к экспериментатору, вспомогательное оборудование (ключи, источники питания) – дальше.

2. Соедините последовательные элементы схемы, не подключая источник тока.

3. Присоедините параллельные участки цепи.

4. Присоедините схему к источнику тока.

5. Покажите схему преподавателю и получите разрешение на выполнение работы.

б) Снимите зависимость силы тока от напряжения I=f(U), при постоянном внешнем сопротивлении (11-15 значений), данные занесите в таблицу 3

В) Обработайте результаты измерений следующим образом:

1. Рассчитайте погрешности измерения напряжения и силы тока. Сделайте вывод о том, как меняется относительная погрешность и почему.

Постройте график зависимости I=f(U) - вольтамперную характеристику проводника и укажите на графике абсолютные погрешности измерений тока и напряжений. Сделайте вывод о законе Ома, устанавливающем эту зависимость.

Таблица 3

Напряжение			∆ U, (B)		Сила тока			∆I, (A)
Цена деления, (В/дел) c	Число делений, (дел),n	U, (B) cn			Цена деления, (А/дел) c	Число делений, (дел),n	I, (A) cn

ЗАДАНИЕ 4. По результатам первого и последнего измерений в таблице 3 рассчитайте электрическое сопротивление резистора, абсолютную и относительную погрешности этих измерений, сформулируйте вывод по полученным результатам.

Вопросы для самостоятельной работы

1. Как обозначаются на шкалах системы приборов?

2. Как классифицируются приборы по роду измеряемых величин?

3. Что такое цена деления прибора и как ее определить?

4. Что такое многопредельный прибор? Как им пользоваться?

5. Для чего служит и как включается в цепь реостат?

6. Для чего служит и как включается в цепь потенциометр?

7. От чего и как зависит электрическое сопротивление проводников?

8. В чем принципиальная разница в измерении сопротивления проводников методом амперметра и методом вольтметра?

9. Как работают электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы?

10. Что такое класс точности прибора? Назовите классы точности электроизмерительных приборов.

11. Как работают приборы электромагнитной системы?

12. Как работают приборы электродинамической системы?

13. Как рассчитать максимальную абсолютную погрешность прибора?

14. Как рассчитать максимальную относительную погрешность прибора при любом положении стрелки?

15. Законы последовательного соединения проводников.

16. Законы параллельного соединения проводников

17. Что такое шунт, для чего и как он используется?

18. Что такое добавочное сопротивление, для чего и как он используется?

19. Разность потенциалов между концами медного провода диаметром d и длиной ℓ равна U. Как изменится сила тока если удвоить U, уменьшить d в два раза, увеличить ℓ в четыре раза?

20. Два проводника соединенные последовательно, имеют сопротивление в 6,25 раза больше, чем при их параллельном соединении. Найти, во сколько раз сопротивление одного проводника больше сопротивления другого.

21. Из одинаковых сопротивлений по 5 Ом требуется получить сопротивление 3 Ом. Как их следует соединить? Как их следует соединить, для того чтобы обойтись наименьшим количеством сопротивлений?

22. Если к амперметру, рассчитанному на максимальную силу тока 2А, присоединить шунт сопротивлением в 0.5 ом, то цена деления шкалы возрастает в 10 раз. Чему равно сопротивление амперметра?

23. Имеется прибор с ценой деления 10 мкА. Шкала прибора имеет 100 делений внутреннее сопротивление прибора равно 100 Ом. Как из этого прибора сделать вольтметр для измерения напряжений до 100 В или амперметр для измерения тока до 1А?

24. Стрелка прибора указывает на 128 деление шкалы, амперметр м классом точности а=1, включен на пределе 150 мА, шкала имеет 75 делений, показания его 54 дел. Найти С_u ,S_u, ∆U, ε_u , U_из,, C_I, S_I, ΔI, ε_I, I_изм. Рассчитать R, ΔR, какое измерение вносит больший вклад в ошибку измерения сопротивления.

Приложения

Приложение 1. Алгоритм обработки прямых измерений и вычислений