Отчёт по лабе 2.1 ИзМоры Золкин (2019 год) (1246381)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»Физический факультетКафедра общей физикиОТЧЕТО лабораторной работе«Электроизмерительные приборы и источники питания постоянного тока»Измерительный практикум, 1 курсОглавлениеВведение ................................................................................................................................................................... 1Цель работы. ...................................................................................................................................................... 1Задание 1.
Изучение влияния вольметра на режим работы электрической цепи постоянного тока................................................................................................................................................................................. 2Оборудование .................................................................................... Ошибка! Закладка не определена.Методика измерений.................................................................................................................................. 2Результаты ......................................................................................................................................................
2Задание 2. Изучение влияния амперметра на режим работы электрической цепи постоянного тока................................................................................................................................................................................. 4Оборудование ............................................................................................................................................... 4Методика измерений: ................................................................................................................................ 4Результаты ...................................................................................................................................................... 4Задание 3.
Определение сопротивления электростатического вольтметра ............................. 5Оборудование .................................................................................... Ошибка! Закладка не определена.Методика измерений. ................................................................................................................................ 5Результаты. ....................................................................................................................................................
5Задание 4. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника.................................. 6Оборудование ............................................................................................................................................... 6Методика измерений. ................................................................................................................................
6Результаты. .................................................................................................................................................... 6Задание 5. Изучение работы источника питания постоянного тотка в режимах стабилизации тока истабилизации напряжения ............................................................................................................................
7Оборудование ............................................................................................................................................... 7Методика измерений.................................................................................................................................. 7Результаты ......................................................................................................................................................
8Вывод всей работы. ......................................................................................................................................... 92АннотацияВ лабораторной работе №2.1 измерительного практикума я исследовала цепи постоянногоэлектрического тока, а также некоторые свойства объектов этих цепей. С помощьюпредложенных в работе способов были изучены некоторые факторы, оказывающиевлияние на результаты измерений в цепи постоянного тока, а именно влияниеэлектроизмерительных приборов (амперметра и вольтметра); кроме того, определенысопротивление электростатического вольтметра, ЭДС и внутреннее сопротивлениеисточника, что также следует учитывать при обработке результатов измерений.ВведениеИзучение свойств электроизмерительных приборов и источников питания постоянноготока является важной работой, в особенности для студентов физфака и в принципе всех,кому когда-либо придется сталкиваться с электрическими цепями.
Конечно, нельзя такжепренебрегать тем, насколько часто мы сталкиваемся с электрическими приборами вповседневной жизни. Но тогда основной проблемой является то, что обычный человекбольшую часть времени не задумывается о том, как работает тот или иной прибор; болеетого, многие знания о якобы принципах работы являются зачастую ошибочными, многоемы склонны принимать «на веру», что категорически противоречит научным принципам.Поэтому студенту необходимо самостоятельно изучить работу некоторых приборов,проверить соответствие полученных данных теоретическим законам, пронаблюдатьвлияние различных факторов измерений на конечный результат, который, как мы знаем,не является всегда абсолютно достоверным из-за погрешностей.Цель работыПознакомиться с устройством, принципом действия электромеханических и цифровыхизмерительных приборов; научиться проводить измерения тока и напряжения в цепяхпостоянного тока, а также с режимами работы источников питания постоянного тока.ОборудованиеИсточники питания постоянного тока, вольтметры, амперметры, цифровые мультиметры,магазин сопротивлений, макетные платы.1Задание 1.
Изучение влияния вольтметра на режим работыэлектрической цепи постоянного токаОборудование:Вольтметр магнитоэлектрической системы М2044 (или аналогичный); цифровоймультиметр серии GDM-8145; источник питания постоянного тока Б5-47; панель сделителем напряжения.Методика измерений:Для проведения эксперимента была собрана установка, представленная на рисунке ниже.В задании предлагалось измерить разность потенциалов на клеммах источника тока исравнить ее со значением, полученным при измерении разности потенциалов в точках А иВ.
Для этого к соответствующим точкам надо было подключить мультиметр,переведенный в режим измерения постоянного напряжения (DC,V).Далее было предложено измерить напряжение с использованием двух вольтметров:мультиметра и вольтметра магнитоэлектрической системы (V1 и V2 на рисунке).Измерения вольтметром M2044 проводились на разных пределах шкалы: 75,30,15. Поитогу проведенных измерений требовалось указать причину различия показаний двухвольтметров,.Результаты.Сопротивления на делителе напряжения:R1-2=300 ОмR1=152,62 ОмR2=148,58 ОмНапряжение на клеммах источника и на сопротивлении:U1=U2=20,03BРезультаты дальнейших измерений внесены в таблицу 1. Причиной различия показанийвольтметров является сопротивление вольтметра: чем меньше Rv, тем больше отличие2измеренных показаний от расчётных. Поэтому главное требование для вольтметра – этобольшое сопротивление.Сопротивление вольтметра магнитоэлектрической системы можно рассчитать, как поданным на его шкале, так и с помощью косвенных измерений.
Погрешностьрассчитывается исходя из паспортных данных вольтметров.Cопротивление GDM-8145 (по паспортным данным):Rv=10^7 OмПогрешность GDM-8145(по паспортным данным)+4D(4 знака после запятой)ΔUGDM=0,0003*UизмСопротивление M2044:R1=75/(0,15*10^-3)=5*10^5 ОмR2=0,3/(0,6*10^-3)=5*10^4 ОмR3=15/(0,3*10^-4)=5*10^4 Ом-совпадают с измеренными значениямиПогрешность М2044 (по паспортным данным):=> 0,2%ΔU1=0,2*75/100=0,15BΔU2=0,2*30/100=0,06BΔU3=0,2*15/100=0,03BΔU=0,2U/100Определим расчётное напряжение (рис.3)R=R1+Rобщ – сопротивление цепиR=R1+R2*Rv/(R2+Rv)I=UAB/RUрасчетное=I*Rобщ=Rобщ*UAB/(R1+Rобщ)=R2*Rv*UAB/(R1*(R2+R1)+R2*Rv)=UAB/(1+R1*(R2+R1)/(R2*Rv))Таблица 1. Результаты измеренийВольтметрШкала,ВU, ВΔU,ВU расчетное,ВRv, ОмGDM-8145M2044M2044M20442075301510,0869104,10,0030,150,060,0310,210,210,210,210^75*10^55*10^45*10^4U, ВПри параллельномсоединенииM2044GDM-814598,784,04,064,14,063Задание №2.
Изучение влияния амперметра на режим работыэлектрической цепи постоянного токаОборудование:Амперметр – цифровой мультиметр DT838 (или аналогичный); источник питанияпостоянного тока Б5-47; панель с сопротивлением R ≈ 10 Ом.Методика измерений.В задании предложено сравнить измеренные значения тока с расчётными. В началенеобходимо измерить разность потенциалов на выходных клеммах и рассчитать ток вцепи при подключении сопротивления (без учета сопротивления амперметра).
Затемнужно было собрать схему на рис.2 и получить значения токов, измеренных на различныхпределах амперметра.Результаты.Результаты измерений занесены в таблицу 2.Таблица 2. Результаты измеренийПредел, mAIэксп, mAΔI,mARA, ОмIp, mAС учетом RA2007,10,1711,77,6204,140,141411,24,420,8240,01824101,20,88ΔI:Ip,mAБез учета RA8,81% + ед. счётаСогласно рис.4 определим Iрасчетное:U=0,099BR=11,3 ОмRобщ=R+RA I=U/(R+RA)4Чем выше сопротивление амперметра, тем меньше сила тока в цепи. Поэтому условиеидеального амперметра – максимально малое сопротивление RА→0.Задание №3. Определение сопротивления электростатическоговольтметраОборудование:Электростатический вольтметр С-50, секундомер.Методика измерений.В задании предлагается оценить сопротивление вольтметра по времени разрядкиконденсатора, который является измерительной частью электростатического вольтметра.Значение сопротивления в паспортных данных отсутствует, т.к.
сопротивление восновном связано с токами утечки и сильно зависит от условий эксплуатации. Такойметод предлагается в связи с тем, что существует закон изменения напряжения от временипри разряде емкости конденсатора: U=U0exp(-t/RC), где U0, R, C – начальное напряжение,сопротивление и емкость соответственно.Требовалось зарядить емкость электростатического конденсатора и записать измененияпоказаний во времени с интервалами 5 мин. или 5В.Результаты.Результаты измерений занесены в таблицу 3.Таблица 3.
Результаты измеренийt, мин0510152025303540U, В56,5514845,5434139,537,536График ln(U/U0)(t) и вычисления по методу наименьших квадратов представлены вовложении (на миллиметровке).Из экспоненциального закона U=U0exp(-t/RC) =>U/U0=exp(-t/RC) => ln(U/U0)=-t/RC (1)5Из формулы (1) получаем линейную зависимость от времени в правой части уравнения,поэтому графиком в приближении является прямая (которую проводим, используя методнаименьших квадратов). Прямая задается уравнением y=αx+b=> α=-/RC=-/1011 R, т.к.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
