- •Лабораторная работа №1 изучение основных характеристик стрелочных электроизмерительных приборов
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Классификация и технические характеристики электроизмерительных приборов
- •1.2. Погрешности электроизмерительных приборов
- •1.2.1. Абсолютная и относительная погрешности
- •1.2.2. Класс точности прибора
- •1.2.3. Чувствительность электроизмерительного прибора
- •1.3. Устройство и принцип работы некоторых электроизмерительных приборов
- •1.3.1. Магнитоэлектрический прибор
- •1.3.2. Электромагнитный прибор
- •1.3.3. Электродинамический прибор
- •2. Практическая часть Задание 1. Изучение основных характеристик электроизмерительных приборов
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №2 измерение электрического сопротивления проводников
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Измерение сопротивление омметром
- •1.2. Метод амперметра и вольтметра
- •1.3. Метод одного вольтметра
- •1.4. Метод одного амперметра
- •2. Практическая часть
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №3 определение электроемкости конденсаторов методом зарядки и разрядки
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электроемкость
- •1.2. Конденсаторы
- •1.3. Методика измерения
- •2. Практическая часть Задание 1. Определение электроемкости конденсаторов
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №4 измерение электрического сопротивления проводников при помощи моста уитстона
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей
- •1.2. Принцип измерения сопротивления методом моста Уитстона
- •2. Практическая часть Задание 1. Определение электрического сопротивления первого резистора
- •Задание 2. Определение электрического сопротивления второго резистора
- •Задание 3. Определение электрического сопротивления двух последовательно соединенных резисторов
- •Задание 4. Определение электрического сопротивления двух параллельно соединенных резисторов
- •Задание 5. Расчет расхождения между экспериментальными и теоретическими результатами определения электрического сопротивления соединений проводников
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №5 определение индуктивности соленоида
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электромагнитная индукция
- •1.2. Самоиндукция. Индуктивность
- •1.3. Индуктивность, емкость и сопротивление в цепи переменного тока
- •1.4. Проведение эксперимента по методу Жубера
- •2. Практическая часть Задание 1. Определение омического сопротивления катушки
- •Задание 2. Определение индуктивности катушки
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №6 изучение свободных колебаний математического и пружинного маятников
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Гармонический осциллятор
- •1.2. Пружинный маятник
- •1.3. Физический маятник
- •1.4. Математический маятник
- •2. Практическая часть Задание 1. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника
- •Задание 2. Определение коэффициента упругости пружины пружинного маятника
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
- •Лабораторная работа №7 изучение затухающих колебаний в колебательном контуре
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Свободные электрические колебания в колебательном контуре
- •1.2. Затухающие колебания в колебательном контуре
- •1.3. Модель экспериментальной установки
- •2. Практическая часть Задание 1. Изучение влияния активного сопротивления контура на затухание колебаний в нем
- •Задание 2. Изучение влияния индуктивности катушки и емкости конденсатора на затухание колебаний в контуре
- •3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Список литературы
1.3.2. Электромагнитный прибор
Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой со стальным сердечником, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской или круглой катушкой.
В приборах с плоской катушкой (рис. 1.2) сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.
Вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора, пропорционален силе притяжения электромагнита, под действием которой сердечник втягивается в катушку. Эта сила притяжения пропорциональна квадрату индукции создаваемой магнитным полем катушки; следовательно, она пропорциональна квадрату тока в катушке. Под действием вращающего момента магнитной силы притяжения подвижная часть прибора будет поворачиваться до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен противодействующим моментом, созданным пружинами или растяжками.
Следовательно, в приборах с электромагнитным измерительным механизмом угол поворота подвижной части и стрелки пропорционален квадрату тока, проходящего по катушке. Поэтому такой прибор имеет неравномерную (квадратичную) шкалу. Для сглаживания этой неравномерности сердечнику придается особая лепесткообразная форма, вследствие чего форма магнитного поля и усилие, создаваемое катушкой, изменяются по мере втягивания сердечника.
Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.
Электроизмерительные приборы электромагнитной системы пригодны для измерений в цепях как постоянного, так и переменного токов, но практически они применяются преимущественно для измерения переменного тока. При периодическом изменении тока, проходящего через прибор, усилие, создаваемое его катушкой, не будет изменяться по направлению, так как оно пропорционально квадрату тока. Угол отклонения стрелки определяется некоторым средним усилием F, значение которого пропорционально среднему квадратичному значению тока или напряжения. Следовательно, электромагнитные приборы в цепях переменного тока измеряют действующие значения тока или напряжения.
Катушка при измерениях может быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в качестве амперметра, во втором — в качестве вольтметра.
Достоинством приборов электромагнитной системы являются простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам и пригодность для измерений в цепях переменного и постоянного тока. К недостаткам относятся невысокая точность (класс точности не выше 1,0 - 2,5), малая чувствительность, непригодность для измерения слабых токов и низких напряжений, неравномерность шкалы и зависимость показаний от внешних магнитных полей и частоты переменного тока.