Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



Лабораторная работа №1. Методические рекомендации. по выполнению лабораторной работы №1. Проверка закона Ома.



Лабораторная работа №1

ПРОВЕРКА ЗАКОНА ОМА.

Цель: опытным путем установить справедливость закона Ома для участка цепи и для полной цепи.

 

Оборудование и приборы:

- макет;

- мультиметры М-838.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с порядком включения макета.

2. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 1

Рис. 1

После проверки преподавателем схемы установить включить источник питания (батарею GB).

3. Разобраться с правилами пользования мультиметром. Затем переключая с помощью переключателя S резисторы нагрузок, заполнить таблицу 1.

 

Таблица 1

 

№ опыта
Rн, Ом ∞ (ХХ) 0 (КЗ)
U1, В 12,6 12,57 12,55 12,54 12,54 12,54
Uн, В 12,6 6,29 2,05 1,141 0,241
Iн, А 0,0123 0,0205 0,0224 0,0241 0,0246

Расчётные значения
E, В            
Rн, Ом            
             
R1, Ом            
             
Ri, Ом            
             

Примечание:

1. В схеме установлен резистор R с номинальным сопротивлением R =510 Ом.

2. Все резисторы имеют заводской допуск (допустимая погрешность) ±5%.

3. Мультиметры имеют погрешность измерения напряжения и тока ±0,5% + единица младшего разряда.

 

4. Выполнить расчёты.

5. Сделать выводы.

 

 

Методические рекомендации

по выполнению лабораторной работы №1

Проверка закона Ома.

Перед началом работы, мы должны познакомиться с измерительным прибором мультиметром типа М838, который будет применяться в лабораторной работе.

 

 Переменного тока, величины сопротивлений, а так же температуру коэцффициент усиления транзисторов и имеется режим прозвонки.

Рис. 2. Мультиметр М-838.

Мультиметр типа М838 представляет собой универсальный цифровой измерительный прибор. Он может измерять постоянные напряжение и ток, напряжение переменного тока, сопротивления, температуру, коэффициент усиления транзисторов и есть режим прозвонки, для определения исправности проводов. В настоящей работе нас будут интересовать режимы измерения постоянного напряжения и тока. Для измерения напряжения и малых токов измерительные щупы вставляются в гнёзда «com» и «V Ω mA».

При измерении больших токов измерительные щупы вставляются в гнёзда «com» и «10A». Нужно быть очень внимательным. Если щупы стоят «com» и «10A», а вы хотите измерять напряжение, то прибор сгорит.

Съём показаний производится по цифровой шкале. Здесь нужно обращать внимание на то, где высветилась запятая.

 

После сборки схемы и проверки её преподавателем, на источнике питания необходимо установить напряжение соответствующее варианту (по списку в журнале, если номер по журналу больше 16, то № варианта=№журн.-16). Напряжение  источника ставится по вольтметру U1 при установке переключателя S в первое положение, соответствующее отключённой нагрузке, то есть «холостому ходу». При этом амперметр должен показывать Iн=0 А.

Затем последовательно устанавливаем переключатель S в положение 2, 3, 4, 5 и измеряем напряжения U1, Uн и Iн. Полученные данные заносим в таблицу 1. Так как мы работаем удалённо, то в таблице 2, соответственно каждому из 16 вариантов значения напряжений U1, Uн и тока Iн.

Таблица 2

№ варианта № опыта U1, В Uн, В Iн, В № варианта № опыта U1, В Uн, В Iн, В
3,15 3,15
  3,14 1,571 0,003   23,9 11,97 0,0235
  3,14 0,514 0,0051   23,9 3,919 0,0391
  3,14 0,285 0,0056   23,9 2,17 0,0426
  3,14 0,060 0,0060   23,9 0.459 0,0459
  3,14 0,0061   23.9 0,0468
4,5 4,5 27,0 27,0
  4,49 2,24 0,0044   26,9 13,47 0,0264
  4,48 0,738 0,0073   26,9 4,41 0,0440
  4,48 0,407 0,0079   26,9 2,44 0,0479
  4,48 0,0861 0,0086   26,9 0,517 0,0517
  4,48 0,0089   26,9 0,0527
36,0 36,0
  6,29 3,14 0,0062   35,9 17,96 0,0352
  5,98 1,029 0,0102   35,9 5,88 0,0588
  5,97 0,57 0,0112   3,26 0,0639
  5,97 0,12 0,012   35,8 0,689 0,0689
  5,97 0,0123   35,8 0,0702
48,0 48,0
  8,97 4,49 0,0088   47,9 23,9 0,0469
  8,96 1,469 0,0147   47,8 7,84 0,0784
  8,96 0,815 0,0160   47,8 4,34 0,0852
  8,96 0,1722 0,0172   47,8 0,919 0,0918
  8,96 0,.0176   47,8 0,0937
12,6 12,6 56,0 56,0
  12,57 6,29 0,01232   55,9 27,9 0,0548
  12,55 2,06 0,0205   55,8 9,14 0,0914
  12,55 1,14 0,022   55,8 5,07 0,0994
  12,54 0,241 0,0241   55,7 1,072 0,1071
  12,54 0,0245   55,7 0,1093
68,0 68,0
  14,96 7,48 0,0147   67,8 33,9 0,0665
  14,94 2,25 0,0245   67,7 11,1 0,111
  14,94 1,358 0,0266   67,7 5,16 0,1207
  14,93 0,287 0,0287   67,7 1,301 0,1301
  14,93 0,0293   67,7 0,1327
17,96 17,96 75,0 75,0
  17,96 8,98 0,0176   74,8 37,4 0,0734
  17,92 2,94 0,0294   74,7 12,25 0,1225
  17,92 1,629 0,0319   74,7 6,79 0,1331
  17,92 0,345 0,0345   74,7 1,436 0,1434
  17,91 0,0351   74,6 0,1436
96,0 96,0
  20,95 10,48 0,0205   95,8 47,9 0,0939
  20,92 3,43 0,0342   95,6 15,67 0,1568
  20,9 1,9 0,0372   95,6 8,69 0,1704
  20,9 0,401 0,0401   95,6 1,837 0,1837
  20,9 0,0409   95,5 0,1873

 

Для расчёта величин сопротивлений резисторов используем формулы закона Ома.

Для примера взяты следующие данные:

Таблица 3

№ варианта № опыта U1, В Uн, В Iн, В
  119,7 0,235
  39,2 0,392
  21,7 0,426
  4,59 0,459
  0,468

 

При установке переключателя S в первое положение мы отключаем нагрузку и ток в цепи равен 0 (амперметр показывает «000,0») Скачки показании в младшем разряде на ±1 не учитываются, это погрешность прибора (свойство всех цифровых приборов). Поэтому согласно схеме (см. рис.1), падение напряжения на Ri  и на R1 равно нулю, так как протекающий через него ток Iн=0 (Ui=Iн·Ri и Iн·R1). Тогда согласно второму закону Кирхгофа E=Ui+UR1+Uн = 0+0+Uн=Uн хх.

Переключаем переключатель S в второе положение (соответствует подключению резистора Rн1 с сопротивлением 510 Ом). По таблице определяем для первого опыта U1=239 В;Uн=119,7 В; Iн=0,235 А.

Тогда согласно второму закону Кирхгофа E=Ui+UR1+Uн. Из этого выражения можно узнать Ui= E-(UR1+Uн)= E-U1=240-239=1 В. UR1= U1- Uн=239-119,7=119,3 В.

Теперь можно определить сопротивление резисторов, участвующих в данном опыте в схеме. Для этого используем закон Ома для участка цепи Ri= URi/ Iн=[В]/[А]=[Ом]=1/ 0,235=4,255 Ом; R1=UR1/Iн=[В]/[А]=[Ом]=119,3/0,235=507,66 Ом; Rн=URн/Iн=[В]/[А]= [Ом]= =119,7/ 0,235=509,36 Ом. Погрешности определения сопротивлений резисторов для первого опыта (Rн=510 Ом): Δ%расч=(Rрасч–Rном)·100/Rном.

Для Δ%(R1)=(R1расч –R1ном)·100/R1ном=(507,66 –510)·100/510=0,45%.

Для Δ%(Rн)=(Rнрасч –Rном)·100/Rном=(509,36 –510)·100/510=0,125%.

 

Поверка работоспособности закона Ома для полной цепи производится согласно второму закону Кирхгофа: E = Ui +UR1+Uн= Iн·Ri+Iн·R1+Iн·Rн.

 

 E=240В=Ui+UR1+Uн=Iн·Ri+Iн·R1+Iн·Rн=Iн·(Ri+R1+Rн)=0,235·(4,255+507,66+509,36)= =239,997 В, Ошибка Δ%(E)=( Eнрасч – Eизм)·100/Rизм=(239,997 –240)·100/240=0,00125%.

 

Аналогично производим расчёты для других опытов.

 

И на основании полученных данных делаем выводы.

Выводы сделаете сами

 

 

Контрольные вопросы

1. Формулировка закона Ома?

2. Формула закона Ома для участка цепи?

3. Формула закона Ома для полной цепи?

4. Формулировка первого закона Кирхгофа?

5. Формулировка второго закона Кирхгофа?

 

Внимание!

Лабораторная работа оформляется на листах с рамкой вручную.

Графики, если будут, выполняются на миллиметровке.
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.