I Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 7(elektryczność) CECHOWANIE

I Pracownia fizyczna
ć
wiczenie nr 7 (elektrycznoś ć)
CECHOWANIE AMPEROMIERZA I WOLTOMIERZA
I. Zagadnienia:
1.
2.
3.
4.
Rodzaje mierników i ich budowa (ustrój pomiarowy).
Oznaczenia na miernikach, uchyby mierników (błąd).
Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa.
Poszerzenie zakresu pomiarowego mierników.
II. Literatura:
1.
2.
3.
4.
Podrę czniki kursowe.
H. Szydłowski – Pracownia fizyczna.
S. Lebson – Elektryczne przyrządy pomiarowe.
M. Łapiń ski – Miernictwo elektryczne.
III. Wykonanie ćwiczenia:
Obsługa zasilacza GP – 4303
Przed przystąpieniem do łączenia obwodów należ y
potencjometry Fine i Voltage ustawić w skrajnym lewym
położ eniu. Zasilacz włącza się za pomocą przycisku Power.
Napię cie należ y regulować za pomocą potencjometrów
Voltage (regulacja zgrubna) i Fine (regulacja dokładna).
Podczas pomiarów powinna się ś wiecić dioda CV (kolor
zielony). Zaś wiecenie się diody CC (kolor czerwony) oznacza
przekroczenie zakresu prądowego – przyrząd utrzymuje stałą
wartoś ć natę ż enia prądu niezależ nie od zmian wartoś ci
napię cia. W tym przypadku należ y zwrócić się do
prowadzącego zaję cia o ponowne sprawdzenie obwodu i
ewentualne zwię kszenie zakresu prądowego (potencjometr
CURRENT).
A. Cechowanie amperomierza
1. Połączyć obwód według schematu 1. Szeregowo z amperomierzami należ y włączyć opornicę
dekadową i ustalić wartoś ć oporu zabezpieczającego Rd = 500 Ω.
1. Pomiary przeprowadzić dla rosnących i malejących wartoś ci natę ż enia prądu płynącego w
obwodzie. Wybrać co najmniej 10 wartoś ci natę ż enia prądu pokrywających równomiernie cały
zakres pomiarowy badanego miernika Ax.
2. Wykreś lić krzywą zależ noś ci Ix = f(Iw) i
Opornica
wyznaczyć wartoś ć działkową badanego
dekadowa
amperomierza.
Rd
3. Tablica pomiarowa.
Aw
Iw – wskazania amperomierza wzorcowego,
Ix – wskazania amperomierza badanego,
k – wartość działkowa
L.p.
Iw [mA]
Ix [dz]
Ax
k
[mA/dz]
–1–
Aw – amperomierz wzorcowy
Ax – amperomierz badany
schemat 1
I Pracownia fizyczna
ć
wiczenie nr 7 (elektrycznoś ć)
B. Cechowanie woltomierza
1. Połączyć obwód według schematu 2.
2. Pomiary przeprowadzić dla rosnących i malejących wartoś ci napię cia. Wybrać co najmniej 10
wartoś ci napię ć pokrywających równomiernie cały zakres pomiarowy badanego woltomierza.
1. Wykreś lić krzywą cechowania badanego
woltomierza Ux = f(Uw) i wyznaczyć jego
wartoś ć działkową.
2. Tablica pomiarowa
Vw
Vx
Uw – wskazania woltomierza wzorcowego,
Ux – wskazania woltomierza badanego,
k 1 – wartość działkowa
L.p.
Uw [V]
Ux [dz]
k1 [V/dz]
Vw – woltomierz wzorcowy
Vx – woltomierz badany
schemat 2
C. Wyznaczanie oporu wewnętrznego woltomierza
1. Połączyć obwód według schematu 3.
Opornica
2. Pokrę tła opornicy dekadowej ustawić
dekadowa
w pozycji Rd = 0.
Rd
3. Ustalić takie napię cie zasilające układ aby
Vw
Vx
wskazówka badanego woltomierza Ux
wychyliła się do koń ca skali. Zanotować
wartoś ć napię cia U0x [dz].
schemat 3
4. Przeprowadzić
pomiary
zależ noś ci
Ux = f(Rd) przy ustalonej w punkcie 3 wartoś ci napię cia zasilającego. Pomiary przeprowadzić dla
co najmniej 10 oporów Rd z przedziału 1 ÷ 11 kΩ.
U
5. Sporządzić wykres zależ noś ci 0 x − 1 = f ( R d ) . Na podstawie danych do wykresu wyznaczyć
Ux
metodą najmniejszych kwadratów (regresji liniowej) współczynnik kierunkowy prostej (α),
a natsę pnie obliczyć opór wewnę trzny woltomierza Rw:

 U

R
Ux 
0x
Rw = Rd 
⇒
− 1 = d
⇒
Rw = 1/α.


Ux
Rw
 U0x − U x 


6. Tablica pomiarowa
L.p.
Rd [Ω]
Ux [dz]
U 0x
−1
Ux
α [Ω-1]
Rw [Ω]
D. Poszerzenie zakresu woltomierza
1. Połączyć obwód według schematu 4.
2. wykonać analogiczne pomiary jak przy
R1
cechowaniu woltomierza.
Vw
Vx
3. W jednym układzie współrzę dnych
prostokątnych wykreś lić krzywą cechowania woltomierza bez dodatkowego oporu
schemat 4
(B.3) i z oporem dodatkowym.
4. Znając wartoś ć działkową badanego woltomierza wyznaczyć krotnoś ć „n” poszerzenia skali
woltomierza n = k2/k1.
5. Obliczyć wartoś ć oporu dodatkowego R1 z zależ noś ci R1 = (n - 1) Rw.
6. Tablica pomiarowa analogiczna jak w punkcie B4. Zamiast k1 należ y wpisać k2.
–2–