Порядок виконання роботи

1. Скласти електричне коло по схемі рис.4. Пересунувши повзунок реохорда в крайню верхню точку, переконатись, що В.

2. Реохордом виставити напругу В. З’єднати клеми 2-3 перемикача К₁ і, замкнувши ключ К₂ та плавно пересуваючи рухомий контакт С реохорда, добитися нульових показів ґальванометра G. Зняти покази та виміряти АС₂.

3. Виставити на реохорді напругу 1,5В та переключити перемикач К₁ у позицію 2-1. Натиснути кнопку К₂ і виміряти та АС₁ аналогічно пункту 2.

4. Відповідно до формули (5) обчислити .

5. Виміри провести 3 рази для різних значень струму І через реохорд. Дані вимірювань та обчислень занести в таблицю.

№	I	U1	l1	U2	l2
1.
2.
3.
Сер.	–	–	–	–	–

Контрольні запитання

1. Дати означення е.р.с. джерела.

2. Дати означення напруги на однорідній ділянці кола.

3. Дати означення напруги на неоднорідній ділянці кола.

4. Пояснити суть компенсаційного методу?

5. Як сконструйований реохорд?

6. Яким чином здійснюється градуювання реохорда?

7. Описати будову нормального елемента Вестона.

8. Записати формулу закону Ома для повного кола.

9. Подати формулу роботи по переміщенню заряду.

10. Вивести робочу формулу для визначення .

Лабораторна робота №23 дослідження електровимірювального приладу за допомогою універсального шунта

МЕТА РОБОТИ:	закріпити правила додавання опорів при послідовному та паралельному з’єднаннях резисторів.
ОБЛАДНАННЯ:	джерело напруги з вольтметром, магазин опорів, досліджува-ний прилад.

Теоретичні відомості

Для вимірювання напруги, струму чи опору віток електричної мережі створено спеціальні пристрої, основою яких є електровимірювальний прилад. Особливо чутливі прилади, призначені для вимірювання струмів порядку 10^-8 – 10^-12 А та напруг порядку 10^-6 – 10^-10 В, називаються ґальванометрами. За конструкцією найбільш вживані електровимірювальні прилади поділяються на маґнетоелектричні, електромаґнетні, електродинамічні. Останнім часом значного поширення набули цифрові вимірювальні прилади.

Величина струму I, яку показує прилад, пропорційна кількості поділок n та його чутливості (ціни поділки) К_і щодо струму:

. (1)

З іншого боку:

U=K_u n, (2)

де К_u - ціна поділки (чутливість) приладу щодо напруги. Рамка приладу має опір R, який називається внутрішнім опором приладу. При проходженні струму I на приладі буде спад напруги

U=IR. (3)

Підставляючи вирази (1) і (2) у рівняння (3), одержимо зв’язок:

K _u=K_iR. (4)

Шунтуючи ґальванометр резистором, можна зменшити чутливість К_i пристрою щодо струму, а під’єднуючи додатковий опір, чутливісгь K_u щодо напруги. В електротехніці пристрої з шунтом чи додатковим опором називають відповідно амперметром та вольтметром. Комбінуючи різні додаткові опори та шунти, можна змінювати чутливості від максимальних значень до нуля. Одна з можливих схем з’єднання резисторів та вимірювального приладу, розроблена Фолькманом, називається універсальним шунтом. Вона наведена на рис.1. Знаючи чутливість пристрою щодо напруги та опори r₁ , r₂ , r₃ навішаних резисторів, вдається обчислити К_i , K_u та R вимірювального приладу.

При послідовному з’єднанні резисторів їхні опори додаються. При паралельному – провідність з’єднання дорівнює сумі провідностсй віток. З формул з’єднання провідників визначимо опір ділянки АС кола:

. (5)

Нехай спад напруги на ділянці АС дорівнює U. Тоді струм:

. (6)

Виходячи з другого правила Кірхгофа для контура , матимемо:

, (7)

звідки: . (8)

Згідно з першим правилом Кірхгофа, для точки В , тобто

. (9)

З (9) визначимо струм I₃, який протікає через прилад:

. (10)

Якщо опір r₃=0, з (10) отримаємо:

. (11)

Змінивши опір r₃ так, щоб I₃=1/2 I₀₃ , запишемо:

. (12)

Із (12) одержимо: . (13)

Т ут r₃ – таке значення опору, при якому струм через прилад зменшується вдвічі порівняно зі струмом при r₃=0. Підставляючи вираз (13) у формулу (11), одержимо вираз для :

. (14)

Зважаючи, що I₀₃ =K_i n₀, де n₀ – кількість поділок на шкалі при r₃=0, ціна поділки приладу щодо струму буде:

. (15)

Монтажна схема лабораторного устаткування наведена на рис. 2. У цій схемі резистори та знаходяться всередині джерела живлення! Опори та вказані на панелі приладу.