Регулювання напруги за допомогою потенціометра

Вибирається джерело струму з напругою, що не перевищує номінальну напругу навантаження. За вибраним значеннямU0 і

необхідно вибрати амперметр та вольтметр (або скористатися приладами, які були обрані під час першого завдання). Відповідно, реальне значення опору навантаження дорівнюватиме:

.

Потенціометр дозволяє змінювати напругу на навантаженні в межах від нуля (двигун потенціометра в крайньому лівому положенні) доU0 (двигун у крайньому правому положенні) незалежно від його опору. Для використання в якості потенціометра вибрати два реостати, виходячи з умов , , і переконатися, що для обох струм у ланцюгу потенціометра не перевищує їх номінальний струм.

Зібрати схему (Рис. 4) і зняти залежності і , або, аналогічно першому завданню, і обох потенціометрів. За отриманими результатами збудувати графіки.

Проаналізувати отримані при виконанні першого та другого завдань графіки та зробити висновок про раціональність використання того чи іншого методу регулювання струму та напруги на навантаженні.

Питання до заліку по роботі.

– Як за відомими значеннями номінальної потужності та опору визначити номінальну силу струму та напругу?

– Чому рівні загальні опори послідовно чи паралельно з'єднаних провідників?

– Як розрахувати загальний опір змішаної сполуки провідників?

– Теоретично обґрунтувати необхідність виконання умов та при виборі реостату та потенціометра.

Лабораторна робота №2

Методи розширення меж вимірювання електровимірювальних приладів

Мета роботи.

Вивчити методи розширення меж виміруамперметра та вольтметра.

Знання, необхідні для допуску до роботи.

- Схеми електровимірювальних приладів;

- Закон Ома для ділянки ланцюга постійного струму;

– Закономірності послідовної та паралельної сполуки опорів.

Короткі відомості з теорії.

Для розширення меж вимірювання електровимірювальних приладів застосовують методи послідовного або паралельного підключення до приладів опорів, що змінюють силу струму в ланцюзі або напруга на затискачі приладу.

Якщо сила струму, що протікає в ланцюзі, перевищує гранично допустимий струм амперметра, то для того, щоб цей амперметр можна було використовувати в цьому ланцюзі, застосовується метод шунтування (Рис. 1). Він полягає в підключенні паралельно амперметру шунтуючого опоруRш. У цьому випадку частина струму піде через амперметр, а частина - по шунтуючого опору, причому співвідношення струмів, що точаться через шунтуючий опір і через амперметр, пропорційно співвідношенню опорів амперметра і шунта:

,

а сума поточних струмів через амперметр і через шунт дорівнює повному струму в електричному ланцюгу:

.

Звідси випливає метод розрахунку шунтуючого опору:

,

,

де , Коефіцієнт, що показує, у скільки разів струм в ланцюзі перевищує граничний струм амперметра.

Для розширення меж вимірювання вольтметра використовується послідовне підключення до нього додаткового опору, яке разом із опором вольтметра утворює фіксований дільник напруги (Рис. 2). Коефіцієнт поділу повинен відповідати відношенню напруги, яку необхідно виміряти, та граничній напрузі вольтметра. Повна напруга дорівнює сумі напруги навольтметрі та додатковому опорі

,

а напруги на опорі вольтметра та на додатковому опорі пропорційні величинам їх опорів:

.

Нескладний висновок дозволяє визначити необхідну величину додаткового опору:

.

Амперметр з шунтуючим опором та вольтметр з додатковим опором слід розглядати як нові прилади з розширеними межами виміру.

Практичні завдання

1. Розширення меж вимірювання амперметра до

За номінальними значеннями ціни поділу за струмомCIі внутрішнього опоруrG шкільного демонстраційного гальванометра, вказаним на гальванометричній шкалі, можна визначити граничний струм гальванометра , деk– число поділів шкали, і, знаючи силу струму, яку необхідно вимірятиI0, розрахувати опір шунта:

.

Вибравши напругу джерела струмуU0, необхідно розрахувати опір, який входить у ланцюг для створення струмуI0: . Потім треба вибрати контрольний амперметр із межею ³I0.

Зібрати схему (Рис. 3), по контрольному амперметру виставити силу струму, задану викладачем, і, що гальванометр з розрахованим шунтом показує повне відхилення, тобто. має межу вимірювання, що відповідає самеI0. Якщо при цьому струмі відхилення стрілки гальванометра не максимально (крайній поділ) або виходить за межі шкали, необхідно експериментально скоригувати величину опору шунта.

Проградуювати гальванометр по контрольному амперметру, змінюючи силу струму в ланцюзі, побудувати графік співвідношення , деN- розподіл шкали гальванометра.

2. Розширення меж вимірювання вольтметра до

Знаючи номінальні значення внутрішнього опоруrG і граничне значення струму гальванометраIG, визначити межу вимірювання гальванометра за напругою. Отримавши у викладача значенняU0, розрахувати величину додаткового опору:

.

ЗнаючиU0, необхідно вибрати контрольний вольтметр з межею виміру ³U0.

Зібрати схему (Рис. 4), виставити по контрольному вольтметру необхідну напругуU0, і, якщо є необхідність, скоригувати величину додаткового опору так, щоб стрілка гальванометра відхилилася на останній поділ.

Відградувати отриманий вольтметр по контрольному приладу, змінюючи напругу на джерелі, і побудувати графік відповідності напруги діленням гальванометра .

Проаналізувати отримані графіки та зробити висновок про робочі характеристики отриманих електровимірювальних приладів з розширеними межами вимірювання.

Питання до заліку по роботі.

– Пояснити пристрій та принцип дії електровимірювальних приладів магнітоелектричної, електромагнітної та електродинамічної систем.

– Чому послідовне чи паралельне підключення опору змінює межі вимірювання електровимірювальних приладів?

– Теоретично вивести формули для розрахунку величини опорів шунту та додаткового опору.

Лабораторна робота №3

Методи експериментального визначення електричного опору

Мета роботи.

Вивчити метод амперметра та вольтметра та мостовий метод визначення опору.

---