5. 3. Определение цены деления прибора

Некоторые измерительные приборы (рассчитанные на несколько пределов измерения) имеют градуировку шкалы не в электрических еди­ницах, а в отвлеченных делениях.

Для отсчета электрических величин при пользовании такими при­борами необходимо предварительно рассчитать цену их деления. Расчет производится по номинальным данным прибора, обозначенным на его шкале или на корпусе. Например, если используем ваттметр, шкала которого имеет 75 делений, подключая к схеме клеммы, около которых стоят обозна­чения 5А и 300B, то цена деления будет равна

Вт/дел,

где I_H = 5 А - номинальный ток прибора;

U_H = 300 B - номинальное напряжение прибора;

 = 75 делений - шкала прибора.

6. Обработка результатов эксперимента

6.1. Построение графиков

Всякая функциональная зависимость между двумя величинами может быть изображена в виде графика на плоскости.

При построении графиков значения аргументов принято откладывать по горизонтальной оси, а значения функций - по вертикальной. При пользовании прямоугольной системой координат графики удобно строить на клетчатой бумаге или миллиметровке. Вдоль координатных осей наносят мас­штабные шкалы, деления которых должны быть равномерные. Числовые значения надписывают против делений шкалы не очень часто, причем они должны быть кратными 10 или дольными от10. Чтобы рациональнее использовать лист бумаги, на котором производится построение, мас­штабы следует определять так:

а) разделив наибольшее значение величины A_m (аргумента), откладываемой вдоль оси абсцисс, на ширину листа b (за вычетом рассто­яния на поля), получают масштаб единиц измерения величины A_m в единице длины, например в 1 мм:

;

б) если среди значений функции B_m, откладываемой вдоль оси ординат, нет отрицательных, то всю высоту листа (за вычетом расстояния на поля) можно использовать для положительных значений этой оси.

Разделив наибольшее значение величины В_m на высоту h листа, как и при выборе масштаба для величины А_m, получают масштаб m_b = B_m/h единиц измерения величины В_m в единице длины.

Может оказаться, что отношения А_m/b и B_m/h не представляют собой целых чисел, как 1, 2, 5 или кратных (дольных) им. В таком слу­чае эти масштабы округляют до указанных целых чисел.

Пример 1. Ширина листа бумаги 207 мм. Слева предусматриваются поля шириной 30 мм, справа шириной 20 мм. Следовательно, b =207-50 мм = 157 мм 150 мм.

Пусть наибольшее значение A_m величины (аргумента) r, откладываемой по горизонтальной оси, равно 64 Ом. Определяем предваритель­но m_r:

Ом/мм.

Полученное отношение не является целым числом, умноженным на 10ⁿ , где n – любое целое положительное или отрицательное число. Поэтому выбираем окончательно m_r = 0,5 Ом/мм .

Такой масштаб потребует меньше места в направлении ширины листа, чем предполагалось.

Точки кривой строят по парным значениям аргумента A_m и функции В_m, как координаты точек. Данные эксперимента не обязательно бы­вают выражены целыми числами, значения которых надписывают против соответствующего деления масштабной шкалы. Однако это не значит, что числовые значения, полученные из опыта, следует надписывать до­полнительно против деления шкалы.

Площадь между координатными осями желательно разбить на еще более мелкие прямоугольные площадки путем нанесения сетки (взаимно перпендикулярных линий). Эти линии проводятся через деления масштаб­ных шкал.

Наличие такой сетки с прямоугольными «ячейками» позволит быстрее находить координаты той иди иной построенной точки, расположен­ной внутри такой «ячейки».

Пример 2. На рис. 3 показаны прямоугольные «ячейки» с отрезками координатных осей, причем внутри одной из «ячеек» изображена точка А. Координаты точки А, как видно из рисунка, являются 15 В, 1,2 А; координаты точки В – 10 В, 0,5 А. Точки, построенные по парным значениям аргумента и функции, следует отмечать кружочками, не подписывая рядом с ними значения.

Рис. 3

Иногда в одной и той же системе строят кривые нескольких ве­личин, зависящих от одного и того же аргумента, но имеющих различ­ные единицы измерения. В таком случае слева и справа от оси ординат наносят разные масштабные шкалы с различными числами и единицами измерений (рис. 4).

Гн

Рис. 4

Пример 3. Рассмотрим результаты, полученные при проведении лабораторной работы «Исследование разветвленной электрической цепи переменного синусоидального тока с активным, индуктивным и ёмкостным сопротивлениями. Резонанс токов».

Показания электроизмерительных приборов при изменении ёмкости конденсатора в схеме (рис. 5) занесены в табл. 2.

Таблица 2