III часть. Градуировка вольтметра.

1. Собрать схему, изображенную на рис.12 (при этом необходимо использовать реостат R₂).

2. Изменяя с помощью ползунка сопротивление на реостате R₂, записать соответствующие показания приборов в таблицу 3.

3. Построить градуировочную кривую: зависимость U_{расчетное} = f (U_{прибора}).

4. Определить цену деления шкалы прибора С_V1 как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.

Таблица 3

Где I – показания амперметра;

R = 100 Ом;

U_{прибора} –показания вольтметра;

U_{расчетное} – напряжение в цепи, рассчитанное по формуле:

.

IV часть. Расширение границ измерения вольтметра.

1. Последовательно вольтметру подсоединить добавочное сопротивление R_доб (рис.13).

2. Проградуировать вольтметр, повторив действия, описанные в п.2 и 3 части III. Данные занести в таблицу аналогичную таблице 3.

3. Определить цену деления шкалы зашунтированного прибора С_V2 и сравнить ее с полученным значением в III части С_V1.

4. Определить коэффициент расширения пределов измерения вольтметра по формуле:

5. С помощью полученного графика указать максимальное значение напряжения U_max, которое может быть измерено с использованием данного добавочного сопротивления.

6. Подсчитать коэффициент расширения пределов измерения по формуле

.

7. Определить абсолютную и относительную погрешности, сравнив значения коэффициентов n, полученных в п.4 и п.6 части IV.

8. Рассчитать сопротивление вольтметра R_V по формуле:

,

принять, что добавочное сопротивление R_доб = 60 кОм.

V. Содержание отчета

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. краткая описание типов электроизмерительных приборов.

2. Электрические схемы.

3. Экспериментальные и расчетные значения .

4. Результаты расчета.

5. Выводы.

VI. Контрольные вопросы

10. Укажите основные символы, используемые при маркировке электроизмерительных приборов.

11. Что означает понятие “класс точности прибора”? Назовите причины возникновения погрешностей при измерении.

12. Как рассчитать ошибку измерения, зная класс точности прибора?

13. Почему при измерении электрических величин следует пользоваться второй половиной шкалы прибора.

14. Почему амперметр включается в цепь последовательно и имеет малое сопротивление?

15. Почему вольтметр включается в цепь параллельно и имеет большое сопротивление?

16. На какие основные системы делятся электроизмерительные приборы?

17. Как можно расширить пределы измерения вольтметра и амперметра?

18. Выведите формулы для расчета коэффициента расширения пределов измерения амперметра (вольтметра) в зависимости от сопротивления шунта (добавочного сопролтивления).

19. Что называется градуировочной кривой прибора? Каково ее назначение?

20. Как рассчитывается общее сопротивление цепи при последовательном соединении проводников, при параллельном?

21. В каких единицах измеряется ток, напряжение, сопротивление, мощность?

22. Имеется предназначенный для измерения токов до 15мА амперметр с сопротивлением 5Ом. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять ток до 150мА?

23. Амперметр с сопротивлением 0,16Ом зашунтирован сопротивлением 0,04Ом. Амперметр показывает ток 8А. Найдите ток в цепи?

24. Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью 40Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно, чтобы она давала нормальный накал при напряжении 220В.

25. К участку цепи AВ (рис. 14) приложено постоянное напряжение. Изменится ли показание амперметра, если замкнуть ключ К?

26. Какой шунт необходимо присоединить к гальванометру, имеющему шкалу на N — 100 делений с ценой деления п = 1 мкА и внутренним сопротивлением R = 180 Ом, чтобы им можно было бы измерить силу тока до I = 1 мА?

27. К амперметру подсоединены два шунта (рис.15). Шкала амперметра содержит N = 100 делений. Если амперметр включить в цепь, пользуясь клеммами 1-2, цена деления шкалы амперметра n₁ = 0,01 А, если пользоваться клеммами 2—3, цена деления n₂ = 0,02 А. Определить максимальную силу тока, которую можно измерить амперметром, подключив его к клеммам 1—3.

28. Вольтметр, соединенный последовательно с сопротивлением R = 10⁴ Ом, при включении в сеть с напряжением U = 250 В показывает U₁ = 50 В, а при соединении с сопротивлением R_x показывает U₂= 10 В. Найти внутреннее сопротивление вольтметра r и величину сопротивления R_x.

29. Вольтметр, предел измерений которого U = 100 В, имеет внутреннее сопротивление R = 10 кОм. Какую наибольшую разность потенциалов ∆φ можно измерить этим прибором, если присоединить к нему добавочное сопротивление R_д = 90 кОм?

30. Если к вольтметру подключить последовательно сопротивление, то предел измерения увеличивается в n = 10 раз. Во сколько раз изменится предел измерения вольтметра, если это же сопротивление включить параллельно?

31.
Одни и те же приборы при соединении их по трем разным схемам (рис. 16) дают показания: U₁ I₁; U₂, I₂; U₃, I₃. Найти сопротивление вольтметра R_v, амперметра R_A, резистора R.