Приборы и принадлежности. Теоретическое введение. Выполнение работы

Приборы и принадлежности

исследуемый и эталонный вольтметры, источник тока с регулируемым напряжением, магазин сопротивления, миллиамперметр, соединительные провода.

Теоретическое введение

Часто в практике возникает необходимость расширения пределов измерения вольтметра для того, чтобы им можно было бы измерять более высокое напряжение. Для решения этой задачи необходимо знать внутреннее сопротивление R_B вольтметра.

Например, (см. рис. 1) при включении вольтметра с внутренним сопротивлением R_B на номинальное напряжение U_B через него пройдет ток

(1)

Рис. 1

Для того, чтобы этот же вольтметр можно было включить на более высокое напряжение U, к нему последовательно подключают добавочное сопротивление R_g. При этом величину этого сопротивления выбирают такой, чтобы при полном отклонении стрелки прибора ток, проходящий через вольтметр, остался прежним, т.е.

(2)

Сравнивая равенства (1) и (2) получаем , откуда легко получить формулу для добавочного сопротивления к вольтметру для расширения предела его измерения в раз.

. (3)

Выполнение работы

Упражнение 1. Измерение сопротивления исследуемого вольтметра.

В работе исследуется два способа измерения внутреннего сопротивления вольтметра.

А) Метод амперметра и вольтметра. По этому методу последовательно с исследуемым вольтметром включается миллиамперметр, по которому измеряется ток, проходящий через вольтметр при заданном значении напряжения.

Напряжение на вольтметре измеряется эталонным вольтметром PV₂.

Схема соединения приборов показана на рис. 2.

Рис. 2

Рис. 3

В работе рекомендуется произвести измерения тока, проходящего через вольтметр при номинальном значении напряжения и при некоторых других значениях напряжения, измеряемых эталонным вольтметром PV₂.

Внутреннее сопротивление вольтметра определяется по формуле

. (4)

(подумайте, как она получается!)

Здесь U_эт – показание эталонного вольтметра,

I_B – ток в цепи исследуемого вольтметра,

R_A – сопротивление миллиамперметра (обычно берется по паспортным данным).

При R_A << R_B формула примет вид:

(5)

Б) Метод замещения. При этом методе испытуемый вольтметр заменяют магазином сопротивлений и подбирают сопротивление магазина так, чтобы ток в ветви с испытуемым вольтметром при тех же значениях напряжения по эталонному вольтметру (см. п.А).) остался бы прежним.

Схема соединения приборов показана на рис. 3.

При выполнении упражнения рекомендуется установить в магазине сопротивлений такое сопротивление, которое было бы несколько больше, чем вычисленное значение R_B в п. А), а затем подбирается сопротивление магазина до R = R_B более мелкими ступенями по току.

Результаты измерения сопротивления вольтметра R_B обеими методами заносят в таблицу 1 и вычисляются указанные в ней величины.

12 Следующая ⇒