Вказівки до виконання роботи. Мета роботи – вивчити закони постійного струму на прикладі розгалужених кіл; визначити невідомий опір методом вимірювання напруги та струму при різних

Лабораторна робота № 3.2. ВИЗНАЧЕННЯ ОПОРУ ПРОВІДНИКА ЗА ДОПОМОГОЮ АМПЕРМЕТРА ТА ВОЛЬТМЕТРА

Мета роботи – вивчити закони постійного струму на прикладі розгалужених кіл; визначити невідомий опір методом вимірювання напруги та струму при різних способах вмикання приладів.

Для виконання роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: електричний струм; сила струму та його густина; закон Ома для однорідної та неоднорідної ділянок кола; опір провідників; правила Кірхгофа для розгалужених кіл.

[ 1, т.2, §§ 2.1–2.3, 2.6; 2, §§ 96–98, 100, 101; 3, §§ 8.9; 4, т.2, §§ 31, 33–36]

Існує декілька способів вимірювання електричних опорів. Для безпосереднього вимірювання опорів застосовуються прилади: омметри, мегаомметри. Омметр для вимірювання великих опорів – це звичайний магнітоелектричний вольтметр, включений за певною схемою. У мегаомметра, як вимірювача, також використовують магнітоелектричний прилад, але спеціальної конструкції. Мегаомметром користуються, наприклад, для вимірювання опору ізоляції струмопровідних частин електроустановок, який повинен бути дуже великим.

У вимірювальній техніці широко застосовуються місткові методи, або методи порівняння за допомогою місткових схем (зручною і поширеною є схема містка Уітстона). Ці методи дають змогу вимірювати опори з високою точністю. Точність обумовлена застосуванням змінних зразкових мір опору, з якими порівнюються невідомі опори.

Найпростіший спосіб вимірювання опорів – метод амперметра і вольтметра. За цим методом величину невідомого опору вираховують використовуючи закон Ома для ділянки кола:

, (3.2.1)

де U, I – відповідно напруга і сила струму на даній ділянці.

На рис.3.2.1 та 3.2.2 наведено дві можливі схеми для визначення невідомого опору.

Першу схему (рис. 3.2.1) використовують для вимірювання малих опорів (порівняно з опором вольтметра). Амперметр у цій схемі вимірює загальний струм, який протікає і по опору R _Х, і по обмотці вольтметра. Якщо опір R _Х малий, то по ньому проходить майже весь струм, оскільки струм, який тече через вольтметр, дуже малий.

Невідомий опір можна знайти за формулою

, (3.2.2)

де R _В – опір вольтметра. З формул (3.2.1) і (3.2.2) видно, що R < R _Х. Причому, чим більший опір вольтметра, тим ближче R до R _Х.

Другу схему (рис. 3.2.2) використовують для вимірювання великих опорів (порівняно з опором амперметра). Вольтметр у цій схемі вимірює спад напруги і на опорі R _Х, і на обмотці амперметра. Оскільки опір R_Х дуже великий, на нього витрачається майже вся напруга мережі.

Невідомий опір можна знайти за формулою

, (3.2.3)

де R _А – опір амперметра. З формул (3.2.1) і (3.2.3) видно, що R > R _Х. Причому, чим менший опір амперметра, тим ближче R до R _Х.

Метод амперметра і вольтметра застосовують тоді, коли можна обійтись без великої точності вимірювань.

Дата добавления: 2014-11-07