Читайте также:
|
Лабораторная работа № 6.
Тема: Измерение силы постоянного тока.
Цель работы:
· измерить силу электрического тока амперметром на участках цепи;
· снять показания прибора на ЭРЭ цепи.
Исходные данные:
Напряжение источника;
Ток источника;
Нагрузка.
Ход работы (или Порядок выполнения):
o Собрать схему по предложенным чертежам;
o Установить номиналы ЭРЭ в соответствии с вариантом задания;
o Установить режимы исследования;
o Измерить силу тока на участке цепи;
o Вычислить падение напряжения на резисторе R1;
o Начертить схему собранной цепи с указанием подключенных приборов;
o Решить предложенную задачу в соответствии с вариантом задания;
o Сделать вывод.
Задача:
Пример 1 варианта: Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах.
Контрольные вопросы:
· Что называется электрическим током?
· Что такое сила тока?
Справочная информация:
Формулировка закона Ома
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I = U / R; [A = В / Ом]
Теория:
Для измерения силы электрического тока на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый амперметр.
Многие амперметры по внешнему виду очень похожи на вольтметры. Для отличия амперметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву А. На схемах амперметр изображают кружком с буквой А внутри.
В амперметре у одного зажима ставят знак “плюс” (“ + ”). Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону, здесь также необходимо учитывать направление тока.
На рисунке изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включен в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.
Приложение 1
Варианты заданий к лабораторной №6:
| № варианта | Номиналы ЭРИ | Режимы | Задача |
| R1=5 кОм R2=2 кОм | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=10 кОм R2=20 кОм | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 60 В, с внутренним сопротивлением r= 1.0 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=100 кОм R2=200 кОм | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 82 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 30 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=10 Ом R2=2 Ом | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 100 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=100 Ом R2=20 Ом | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 10 и R2 = 14 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=1000 Ом R2=100 Ом | U=12 В | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 5 и R2 = 10 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=1 кОм R2=1 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=10 кОм R2=2 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 100 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 200 и R2 = 100 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=100 кОм R2=50 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 110 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 50 и R2 = 10 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=50 кОм R2=10 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 220 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 100 и R2 = 300 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=500 кОм R2=150 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 220 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 220 и R2 = 400 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=20 кОм R2=5 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 2 и R2 = 60 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=200 кОм R2=50 кОм | U~120 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 12 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 2 и R2 = 2.2 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=1 кОм R2=10 кОм | U~220 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 24 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 10 и R2 = 3 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. | |
| R1=100 кОм R2=200 кОм | U~220 В f=50 Гц | Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 9 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 18 и R2 = 5.2 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах. |
Лабораторная работа № 7.
Тема: Измерение постоянного напряжения.
Цель работы:
· измерить напряжение на участке цепи вольтметром;
· снять показания вольтметра на элементах цепи.
Исходные данные:
· Напряжение источника;
· Нагрузка.
Ход работы (или Порядок выполнения):
o Собрать схему по предложенному чертежу;
o Установить номиналы электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в соответствии с вариантом задания;
o Установить режимы исследования;
o Измерить напряжения на концах резистора и напряжение U на участке цепи;
o Вычислить ток сети;
o Начертить схему собранной цепи с указанием подключенных приборов;
o Решить предложенную задачу в соответствии с вариантом задания;
o Сделать вывод
Задача:
При напряжении 220 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А?
Контрольные вопросы:
· Перечислите характеристики источника питания электросети.
· Как влияет сопротивление резистора на измеряемую цепь?
Справочная информация:
Формулировка закона Ома
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I = U / R; [A = В / Ом]
Теория:
Для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый вольтметром. Вольтметр, используемый в школьных опытах, показан на рисунке, а, в лабораторных работах - на рисунке.
Многие вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву V. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V внутри.
Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак “плюс” (“ + ”). Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону, здесь также необходимо учитывать направление тока.
Вольтметр включают иначе, чем амперметр.
На рисунке изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. На рисунке ниже показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включен в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.
Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке 66, а и на схеме. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое включение прибора называют параллельным. Параллельное соединение проводников будет рассмотрено далее. Отметим только, что в отличие от амперметра вольтметр устроен так, что сила тока, проходящего через него, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому вольтметр почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым его подключают.
Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока так, как показано на рисунке.
По виду индикации вольтметры бывают стрелочные и цифровые. Для измерения постоянного и переменного напряжения используются разные приборы. Бывают и универсальные, с помощью которых можно измерять как переменное, так и постоянное напряжение без переключения режимов работы.
Напряжение бывает постоянного и переменного тока и измеряется в Вольтах, обозначается буквой В (в русском языке) или латинской буквой V (международное обозначение). Если напряжение переменного тока, то перед буквой ставится знак "~", если постоянного, то знак "–". Например, переменное напряжение бытовой сети 220 Вольт кратко обозначается так: ~220 В или ~220 V. На батарейках и аккумуляторах при их маркировке знак "–" часто опускается, просто нанесены цифры. Напряжение боротой сети автомобиля или аккумулятора обозначается так: 12 В или 12 V, а батарейки для фонарика или фотоаппарата: 1,5 В или 1,5 V. На корпусе в обязательном порядке наносится маркировка возле положительного вывода в виде знака "+".
Полярность переменного напряжения изменяется во времени, например напряжение бытовой сети 50 раз в секунду (частота изменения измеряется в Герцах, один Герц равен одному изменению полярности напряжения в одну секунду), полярность постоянного напряжения во времени не меняется. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.
Единица напряжения названа вольтом (обозначается В) в честь итальянского ученого А. Вольта, создавшего первый гальванический элемент. Вольт равен такому электрическому напряжению на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж. 1 В = 1Дж/1Кл Кроме вольта применяют дольные и кратные ему единицы: милливольт (мВ) и киловольт (кВ). 1 мВ = 0,001 В; 1 кВ = 1000 В. Высокое (большое) напряжение опасно для жизни.
Приложение 1
Варианты заданий к лабораторной №7:
| № варианта | Номиналы ЭРИ | Режимы | Задача |
| R1,2=5 кОм | U=12 В | При напряжении 220 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=10 кОм | U=12 В | При напряжении 110 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=100 кОм | U=12 В | При напряжении 60 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=10 Ом | U=12 В | При напряжении 48 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=100 Ом | U=12 В | При напряжении 36 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=1000 Ом | U=12 В | При напряжении 24 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=1 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 18 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=10 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 12 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=100 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 6 В на зажимах резистора сила тока равна 0,1 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=50 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 220 В на зажимах резистора сила тока равна 0,2 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,1 А? | |
| R1,2=500 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 110 В на зажимах резистора сила тока равна 0,2 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,1 А? | |
| R1,2=20 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 60 В на зажимах резистора сила тока равна 0,2 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=200 кОм | U~120 В f=50 Гц | При напряжении 48 В на зажимах резистора сила тока равна 0,2 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=1 кОм | U~220 В f=50 Гц | При напряжении 36 В на зажимах резистора сила тока равна 0,2 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? | |
| R1,2=100 кОм | U~220 В f=50 Гц | При напряжении 12 В на зажимах резистора сила тока равна 0,15 А. Какое напряжение подано на резистор, если сила тока в нем стала равной 0,05 А? |
Лабораторная работа № 8.
Тема: Измерение электрического сопротивления.
Цель работы:
· изучить косвенный метод измерения сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра;
· исследовать влияние внутренних сопротивлений амперметра и вольтметра на точность измерения;
Исходные данные:
· Напряжение источника (В)
· Нагрузка (резистор R в Ом)
Схема №1 Схема №2
Ход работы (или Порядок выполнения):
o Собрать схему по предложенному чертежу в программе Electronics Workbench (EWB) №1 и №2.;
o Установить в открывающихся диалоговых окнах (после двойного щелчка «мышкой» на изображении элемента или прибора) значения параметров элементов и приборов по исходным данным задания.
o Оставить по умолчанию режим DС (постоянный ток) работы приборов и их внутренние сопротивления: 1 мОм для амперметра и 1 МОм для вольтметра.
o Значение сопротивления (Value) R = 5 Ом. (дан образец 1 варианта).
o Рассчитать действительное значение тока Iд по закону Ома.
o Запустить программу, снять показания амперметра Iизм и вольтметра Uизм4
o Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1.
Таблица 1
| Uизм | R д | Δ R |
| Iизм | R изм | δ R |
o Рассчитать по методу амперметра-вольтметра значение измеряемого сопротивления Rизм.
o Рассчитать абсолютную ΔR и относительную δ R погрешности определения сопротивления по изучаемому методу.
ΔR= Rизм- Rд
δR= ΔR/ Rизм
o Сделать вывод.
Теория:
Метод амперметра-вольтметра
Для косвенного измерения сопротивлений широко используют метод амперметра-вольтметра, в основу которого положен закон Ома для цепей постоянного тока.
Вопросы:
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 39 | Нарушение авторских прав