Лабораторная работа № 1 сборка электрической цепи и определение показаний приборов

Цель работы: научиться собирать электрические схемы, определять цену деления электроизмерительных приборов, а также показания амперметров, вольтметров и ваттметров при различных нагрузках.

Основные теоретические положения

Совокупность соединённых между собой источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток, называют электрической цепью.

Графическое изображение электрической цепи с помощью условных знаков принято называть электрической схемой.

Основными элементами электрической цепи являются источники и приёмники (потребители) электрической энергии, а также провода, соединяющие их между собой. Для измерения электрических и магнитных величин служат электроизмерительные приборы: амперметры, вольтметры, гальванометры и др., а также их комбинации.

При сборке схемы следует сначала выделить и собрать последовательную (главную, токовую) цепь. Затем, определив точки, к которым нужно присоединить параллельные ветви, осуществить эти соединения. Приборы и оборудование, по возможности, следует расставить так, чтобы было соответствие принципиальной схеме.

Перед включением электрической схемы следует установить движки реостатов в такое положение, чтобы сопротивление было максимальным; рукоятку лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) установить на нулевую отметку; переключатели многопредельных приборов надо поставить на максимальный предел измерения.

После включения схемы и установки рекомендованного в описании работы режима можно приступать к записи показаний приборов. Положение переключателей многопредельных приборов выбирают таким образом, чтобы стрелка в приборе находилась по возможности во второй половине шкалы. Показания приборов определяются произведением цены деления прибора и количества делений, на которое отклоняется стрелка прибора:

, , ,

где - число делений, на которое отклоняется стрелка измерительного прибора.

Для многопредельных приборов цену деления определяют как частное от деления предела измерения, указанного на переключателе, на число делений шкалы прибора, обозначенное числом в конце шкалы, используя следующие формулы:

– цена деления амперметра ;

– цена деления вольтметра ,

где , - пределы измерения по току и напряжению; - максимальное число делений по шкале прибора.

Сложнее определяется цена деления многопредельных ваттметров. Мощность, измеряемая ваттметром, измеряется по формуле , т.е. ваттметр должен фиксировать напряжение и ток в цепи. Измерительные механизмы ваттметров имеют две обмотки: токовую (последовательную) и обмотку напряжения (параллельную). Звездочками на приборах и схемах обозначают генераторные зажимы, которые обычно соединяют между собой проводником. На рис. 1.1,а приведена принципиальная схема включения ваттметра, а на рис. 1.1,б – схема соединений клемм ваттметра.

а

б

Рис. 1.1. Включение ваттметра в электрическую цепь: а – принципиальная схема; б – схема соединений клемм ваттметра

Цена деления ваттметра будет определяться произведением пределов напряжения и тока, деленному на число делений шкалы:

.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую схему в соответствии рис. 1.2. Схема собирается в следующей последовательности:

а) последовательная цепь от одного зажима источника питания до другого – амперметр, токовые цепи ваттметра, нагрузка;

б) подключаются параллельные элементы – вольтметр, цепи напряжения ваттметра.

а

б

Рис. 1.2. Электрическая цепь: а – первый этап; б – второй этап

2. На вольтметре и ваттметре установить пределы при напряжении источника 100 В. Включить одну группу ламп и записать показания всех приборов в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Показания приборов

№ опыта	, В			, А			, Вт
1 2 3 4

3. Увеличить напряжение источника до 170 В, предварительно изменив пределы по току и напряжению соответствующих приборов. Включить две группы ламп и записать показания приборов в табл. 1.1.

4. Сформулировать краткие выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Что такое электрическая цепь?

2. Что такое электрическая схема?

3. Какова последовательность сборки электрической цепи?

4. Что показывает цена деления амперметра?

5. Определить показание амперметра, если предел по току 2,5 А, максимальное число делений на шкале прибора – 100, а стрелка отклонилась на 40 делений.

6. Определить цену деления вольтметра, если предел по напряжению 300 В, а максимальное число делений по шкале – 150.

7. Как определить цену деления многопредельного ваттметра?

8. Определить показание ваттметра, если предел по току 5 А, по напряжению – 300 В, максимальное число делений на шкале прибора – 100, а стрелка отклонилась на 30 делений.

9. Ваттметр с пределом измерения по току 5 А и по напряжению 150 В, имеющий 75 делений шкалы, включен в цепь. В цепи протекает ток 2 А при напряжении 120 В. На сколько делений отклонится стрелка ваттметра?