Зертханалық жұмысты орындаған кездегі жалпы ұсыныс

1 Жұмысты орындау үшін зертханалық сабақ басталар алдын дайындалу қажет. Оқу әдістемесіндегі мәліметтен басқа, ұсынылған әдебиеттерді және лекция конспектісін қолдану қажет. Дайындық кезінде бақылау сұрақтарына жауатарды ойлап алу қажет. Жұмысты орындауға рұқсатты тек дайындығы бар студенттер алады

2Тұрақты кернеу генераторын қосар алдында, кернеу реттегішінің тұтқасын тірекке таянғанша солға қарай шығарады.

3Сынақ өткізген кезде өлшеу нәтижелерін және есептерді алдын ала дайындаған кестелерге анық және қысқа жазады.

4 Өлшеу нәтижелерін өндеген кезде есте сақтаңыз;

а) есептер дәлдігі тікелей өлшеу нәтижелерінің дәлдігінен аспау керек;

б)өлшеу нәтижелерін сенімді аралық түрінде жазып алу қажет;

5 Зертханалық жұмыстардың есептері ЕСКД талаптарына сәйкес дайындалады және келесі пунктерді қамтиды:

-зертханалық жұмысты орындау мерзімі , осы жұмысты орындаған студенттер тізімі ;

- оқытушы қол қойған, зертханада орындаған өлшеулері бар алғашқы қол жазба;

-зертханалық жұмыстың тақырыбы және оның мақсаты;

- қолданылған жабдықтар;

-зертханалық жұмысты орындау реті;

-бастапқы берілгендер ( сұлба, параметрлердің шамалары, элементтер мен құрылғылардың түрі ),

- өлшеу және есеп берілгендер кестесі, шын мәні бар кестелер; жұмыс режимдерінің кестесі;

-әр жұмыс бойынша қысқаша шешімдер, алынған нәтижелер талдауы;

-бүкіл жұмыс бойынша жалпы шешім – оның мақсатына сәйкес жұмыс нәтижесі жайлы қысқа қорытынды .

Шешімге кіретіндер :

а)жұмыстың негізгі санды нәтижелері ;

б)қатысты қателігі 15% жоғары болған жағдайда, міндетті түрде сынақ дәлдігін төмендетуге алып келген себебті нұсқау және талдау ;

в) нәтижелерді талдау :

- сынақ тәуелділіктерін( графиктерді) теориялықпен салыстыру;

-алынған сынақ шамаларын кесте мәндерімен салыстыру қажет, міндетті түрде ақпарат көзіне нұсқау жасап;

-өлшеу дәлдігімен олардың айырмашылығын салыстыру .

-қолданылған әдебиет тізімі .список использованной литературы.

6 Алдындағы жұмыс есебін тапсырмаған студентке келесі зертханалық жұмысты орындауға рұқсат берілмейді.

Зертханалық жұмыс№ 1 Өткізгіштің меншікті электрлік кедергісін анықтау

Жұмыстың мақсаты: Өткізгіштің электрлік кедергісін өлшеу әдістерін оқып білу, өткізгіштің меншікті электрлік кедергісін анықтау.

Қысқаша теориялық мәлімет

Барлық заттар электрлік қасиеттері бойынша үш классқа бөлінеді: өткізгіштер, диэлектриктер және жартылай өткізгіштер. Өткізгіштер классына металлдар кіреді, олардың меншікті электрлік кедергісі 10^-6 Ом*м кем емес.

Өткізгіш кедергісін қарапайым әдіспен анықтауға болады, электр тізбегінің бір бөлігі үшін Ом заңын қолданып

(1)

мұндағы: I— тізбек бөлігі бойынша өтетін ток күші;

R – тізбек бөлігінің кедергісі ;

U – тізбек бөлігінің соңындағы кернеу

Бұл үшін вольтметрмен өткізгіштің соңындағы потенциалдар айырмасын және амперметрмен өткізгіштегі ток күшін өлшеу қажет , сонан соң оларды бірін біріне бөледі.

Бұл өлшеу әдісі ( ток және кернеу бойынша) техникалық деп аталады.Бірақ мұндай өлшеу әдісте жүйелік қателіктер пайда болады, олардың шамалары өлшеуіш аспаптардың кедергілеріне және өлшенетін кедергілер шамасына тәуелді.

Бірінші 1 суреттегі сұлбаға сәйкес аспаптарды жалғаса, вольтметр көрсеткіші кедергідегі кернеуге(U_V = U) тең, ал амперметр көрсеткіші кедергі арқылы өтетін токка тең емес , ол өткізгіш және вольтметр арқылы өтетін токтардың сомасына тең:

(2)

Сурет 1 Кедергіні ток және кернеу арқылы бірінші өлшеу әдісі

Аспаптарды сурет 2 сұлбаға сәйкес жалғаса, амперметр көрсеткіші кедергі арқылы отетін токқа(I_А = I) тең, бірақ вольтметр кедергідегі кернеуді көрсетпейді, ол кедергідегі және амперметрдегі кернеудің сомасын көрсетеді:

(3)

Сурет 2 .Кедергіні ток және кернеу арқылы екінші өлшеу әдісі

2 және 3 өрнектерден келесі байқалады , аспаптарды жалғаған кезде ендірілетін қателіктерді азайту үшін, амперметр кедергісі -аз , ал вольтметр кедергісі – жоғары болу қажет. Бұл әдіс омметрлер жұмысының негізі болып табылады. Аспап өлшенетін кедергіге қатысты белгілі потенциалдар айырмасын көрсетеді және өтетін токты өлшейді.

Кедергіні өлшейтін көпірлі сұлбалар электрөлшеуіш аспаптармен ендірілетін қателіктерден құтылуға мүмкіндік береді, себебі бұл аспаптар кейін есепте қолданылатын ток күші мен кернеуді өлшеу үшін қолданылмайды , олар, тек тұрақты көрсеткіш режимінде жұмыс істейтін немесе сезімтал индикаторлар ретінде қолданылады, көбінесе, ток жоқ режимде( ноль-әдіс).

Уитсон көпірінің сұлбасы R_x, R₁, R₂, R₃ кедергілерден құралады , олар көпірдің иықтарын жасайды (сурет3). Көпірдің бір CD диагоналіна сезімтал ток өлшеуіш - миллиамперметр жалғанады. Басқа АВ диагоналіна кедергісі R_д бар қорек көзі жалғанады. Көпірдің АС және DB иықтарына белгілі кедергілер R₂ және R ₃ жалғанады. Көпірдің AD иығына өлшенетін кедергі R_x, ал СВ иығына – кедергілер жиынтығы жалғанады.

Кедергілер жиынтығы бұл дәлдігі жеткілікті айнымалы кедергілер. Бұл сұлбамен өлшеуді жүргізу процессі келесіге негізінделген, кедергілер жиынтығын сондай етіп таңдайды, ол кезде CD диагоналіндегі миллиамперметр токтың жоқтығын көрсетеді

Сурет 3. Уитстон көпірінің сұлбасы.

Кедергілер қатынасы еркін болған кезде көпірдің барлық иықтары және гальванометр арқылы ток өтеді. Кедергілер жиынтығын өзгертіп, көпірді сондай күйге жеткізеді , ол кезде С және D нүктелерінің потенциалдары бірдей шамаға ие болады және миллиамперметр арқылы отетін ток нолге тең болады Сұлбаның бұл күйін көпірдің теңдесуі теп атайды

Теңдескен күйде А және С нүктелер арасындағы потенциалдар айырмасы А және D нүктелер арасындағы потенциалдар айырмасына тең , ал φ_с - φ_в = φ_d - φ_в . Электр тізбектің пассивті бөлігі үшін Ом заңына сәйкес, тізбек бөлігінің соңындағы потенциалдар айырмасы бір бөліктегі кернеудің түсуіне тең – осы бөліктегі ток күшімен кедергінің көбейтіндісіне: φ₁- φ₂ = IR. Кедергілердегі R_x , R₃, R₁ және R₂ кернеудің түсуін теңестіріп келесі өрнектерді аламыз :

I₃ R₃=I_Х R_Х, (4)

I₁ R₁ =I₂ R₂. (5)

Көпір теңескен күйге жеткен уақытта бұл теңдіктер тура болады. Себебі бұл кезде CD диагоналіндегі ток нолге тең болады , ал онда кедергі R₁ арқылы өтетін I₁ тоғы, кедергі R₃ арқылы өтетін I₃ токқа тең, ал R_x кедергісі арқылы өтетін I_х тоғы , R₂ кедергілер жиынтығы арқылы өтетін I₂ тоғына тең. Өрнек (4) өрнек (5) бөлсе ,Уитсон көпірінің тепе –теңдігін аламыз:

(6)

Бұл өрнектен келесіні байқаймыз, гальванометрдегі токты нолге орнатса, белгісіз R_x кедергінің мәнін қалған үш кедергілер арқылы анықтауға болатынын:

(7)

Активті кедергі өткізгіштің өлшеміне және формасына тәуелді :

(8)

Узындығы l және көлденең қимасы S беркелкі өткізгіштің кедергісі:

(9)

Меншікті электрлік кедергі өткізгіш материалының сипаттамасы болып табылады. (9) өрнекке сәйкес меншікті кедергінің - р шамасын өлшеу келесіден құралады - өткізгіштің тұрақты токка кедергісін және өткізгіштің геометриялық параметрлерін l және S өлшеуден.