1.2. Многопредельные электроизмерительные приборы

Через измерительный механизм рассмотренных выше электроизмерительных приборов, особенно магнитоэлектрической системы, можно пропускать очень слабый ток. Однако прибор можно использовать для измерения больших токов, если параллельно измерительному механизму подключить дополнительное сопротивление, которое называют шунтом. Шунты изготовляются из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления, имеют форму спиралей, лент или стержней. Если к прибору подключить несколько шунтов, то это даст возможность иметь несколько пределов измерения силы тока. Такой прибор называется многопредельным амперметром. Многопредельный прибор, как правило, имеет переключатель на несколько пределов измерения (пределы указаны около ручки переключения). Но также может иметь одну общую клемму и ряд других ("1, 2, ..."), около которых указаны пределы измерений.

Если последовательно с измерительным механизмом подключить добавочное сопротивление, то прибор может быть использован в качестве вольтметра – прибора для измерения напряжения. Вольтметр в электрическую цепь включается параллельно к тому участку, на котором измеряется напряжение.

1.3. Правила пользования многопредельным прибором

Для сохранения целостности и работоспособности многопредельного электроизмерительного прибора, например, амперметра при включении его в электрическую цепь с неизвестной силой тока следует придерживаться следующих правил.

1. С помощью ручки установки пределов устанавливается максимальный предел на приборе.

2. Если при замыкании цепи отклонение стрелки амперметра будет незначительным, нужно последовательно уменьшать пределы измерения до тех пор, пока отклонение стрелки не окажется во второй части шкалы, где точность измерения будет максимальной.

3. Для выбранного предела определяют цену одного деления шкалы прибора

, (1.6)

где – цена одного деления шкалы прибора для выбранного предела измерений; – число всех делений шкалы прибора; – максимальное значение силы тока (напряжения), которое может быть измерено на выбранном пределе измерения.

4. Величина измеряемого тока (напряжения) вычисляется

, (1.7)

где – деление шкалы прибора, на которое отклонится стрелка при включении прибора в электрическую цепь.

2. Лабораторная работа №1 изучение квазистатических электрических полей

1. Цель работы

Освоение экспериментального метода изучения картины эквипотенциальных линий и линий напряженности электрического поля.

2. Подготовка к работе

Прочитать в учебниках следующие параграфы: [1] §§ 5, 6, 8, 11, 13; [2] §§ 13.3, 13.4; [3] §§ 79–82, 92. Для выполнения работы студент должен знать: а) определение напряженности и потенциала электрического поля; б) теорему Гаусса для электрического поля; в) построение эквипотенциальных линий и линий напряженности; г) уметь пользоваться измерительными приборами и рассчитывать погрешности при электрических измерениях.

3. Выполнение работы

3.1. Описание лабораторной установки

Экспериментальная установка (рис. 2.1) представляет собой измерительную кювету К (ванну), выполненную из материала с хорошими электроизоляционными свойствами. В ванну помещают металлические электроды Э₁ и Э₂, поле между которыми подлежит изучению, и наливают воду слоем 1–2 мм.

Удельная электропроводность воды составляет порядка , а материала электродов – порядка . Измерения проводят с использованием низкого переменного напряжения частотой 50 Гц. Поскольку расстояние между электродами невелико, можно считать, что потенциал во всех точках исследуемого поля изменяется синхронно, и эквипотенциальные поверхности остаются неизменными. Напряжение подается от источника переменного тока ИП.

В

З

поле между электродами помещается зонд З, соединенный с входом “Y” электронного осциллографа ЭО. Дно ванны имеет координатную сетку. Помещая зонд в точки с определенными координатами, с помощью электронного осциллографа определяют потенциал этих точек относительно одного из электродов (на рис. 2.1 относительно электрода Э₁).