Задача 15

Задача 15

Сопротивление электрической лампы мощностью 60 Вт для номинального напряжения 127 В следует измерить по методу вольтметра – амперметра. Применяемые приборы имеют следующие данные: вольтметр , амперметр . Напряжение сети 120 В. Какую из двух возможных схем измерения следует применить, если пользоваться при определении сопротивления
формулой ?

Рис. 6.

Решение:На схеме рис. 6 символами U и I обозначены соответственно напряжение и ток лампы, символами – показания вольтметра и амперметра. На рис. 6а вольтметр присоединен к зажимам лампы, а на рис. 6б – к зажимам источника. На основании закона Ома при определении сопротивления в формулу следует подставлять напряжение между зажимами лампы и величину тока в ней. Таким образом, на рис. 6а погрешность, связанная с примененной схемой, вносится показанием амперметра, явно завышенным вследствие учета тока, ответвляющегося через вольтметр, а на рис. 6б – показанием вольтметра, превышающим напряжение лампы на величину . Следовательно, обе схемы вносят систематическую погрешность, поэтому остановимся на той схеме, при которой эта погрешность меньше. Приближенно определим сопротивление электрической лампы заданной мощности при напряжении сети:

Это сопротивление меньше сопротивления вольтметра в

Сопротивление амперметра меньше сопротивления лампы в

По-видимому, меньшую погрешность дает схема рис. 6б. Действительно, отношение напряжения к току , найденное при пользовании схемой рис. 6а, дает

Относительная погрешность

Отношение напряжения к току , найденное при пользовании схемой рис. 6б, дает

Относительная погрешность

Таковы систематические погрешности, вызванные несовершенством метода измерения (метода вольтметра и амперметра). При выполнении опыта к ним могут добавиться погрешности, обусловленные несовершенством измерительных приборов, неправильной установкой их в пространстве, личными свойствами наблюдающего лица, например недостатками зрения, не говоря уже о случайных погрешностях (неправильный отсчет по шкалам приборов, неправильная запись наблюдения). Необходимо отметить, что при номинальном напряжении нить электрической лампы накалена и ее электрическое сопротивление примерно в 8 раз больше, чем при температуре окружающей среды (18 … 20°С). Следовательно, определив значение сопротивления электрической лампы, следует указать, при каком напряжении, приложенном к ней, производились измерения. Далее, если сопротивления приборов (вольтметра и амперметра) известны, то, применив закон Ома, можно уточнить расчет, а именно: при схеме рис. 6а следует иметь для искомого сопротивления

где – ток, ответвляющийся через вольтметр, а при схеме рис. 6б

где – напряжение на амперметре.

Вариант	I_ном, А	ψ_пр, %
1.	5,0	1,0
2.	10,0	1,5
3.	5,0	2,0
4.	10,0	2,5
5.	5,0	4,0
6.	10,0	1,0
7.	5,0	1,5
8.	10,0	2,0
9.	5,0	2,5
10.	10,0	4,0
11.	5,0	1,0
12.	10,0	1,5
13.	5,0	2,0
14.	10,0	2,5
15.	5,0	4,0
16.	10,0	1,0
17.	5,0	1,5
18.	10,0	2,0
19.	5,0	2,5
20.	10,0	4,0

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒