Знакомство со стрелочными электроизмерительными приборами и составление простейших электрических цепей

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М. Т. Калашникова»

Кафедра «физики и ТМиМ»

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа

Тема: «Знакомство со стрелочными электроизмерительными приборами и составление простейших электрических цепей»

 

 

 

 

Выполнил:  Явгильдин А.И.

Студент группы Б03-661-1

Проверил:  Калугин А.И.

 

 

 

 

Ижевск 2014

 

Знакомство со стрелочными электроизмерительными приборами и составление простейших электрических цепей.

 

Цель работы: научиться читать технические характеристики приборов, приобрести навыки в расчете шунтов и дополнительных сопротивлений к приборам.

Приборы и принадлежности: исследуемый электроизмерительный прибор (V-A) M4210.6 (класс точности 2,5, Rвн=25±0,25 Ом), контрольный миллиамперметр (mA) М4202 (класс точности 1,5), источник напряжения, реостат (R), выключатель, соединительные провода.

Теоретическая часть

Вольтамперметр – электроизмерительный прибор, предназначенный для определения силы тока и напряжения в цепи.

Миллиамперметр – измерительный прибор, (чувствительный амперметр) позволяющий измерять силу тока в миллиамперах.

Амперметры магнитоэлектрической системы имеют катушку (рамку) из тонкой проволоки, которая может вращаться между полюсами постоянного магнита. При пропускании тока через катушку она стремится установиться по полю под действием вращающего момента Мвр, величина которого пропорциональна току. Повороту катушки препятствует специальная пружина, упругий момент которой Мупр пропорционален углу закручивания. При равновесии эти моменты равны Мвр = Мупр, а ток пропорционален углу поворота рамки, шкала таких приборов равномерная.

Вольтметр – измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях.

Принцип действия вольтметра заключается в преобразовании переменного напряжения в постоянное, которое измеряется стрелочным электроизмерительным прибором.

Шунт – электрический проводник или магнитопровод, присоединяемый параллельно электрической или магнитной цепи для ответвления части электрического тока или магнитного потока.

Класс точности – это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений. Классы точности регламентируются стандартами на отдельные виды средств измерения с использованием метрологических характеристик и способов их нормирования.

Дополнительное сопротивление подключается последовательно с вольтметром с целью увеличения его внутреннего сопротивления и расширения предела измерений.

 

 

Расчет шунтароизмерительный амперметр шунт цепь

 

Рис. 1. Схема включения амперметра с шунтом

 

Пусть амперметром с внутренним сопротивлением Rвн, рассчитанным на ток Iном, необходимо измерить ток Iпред, который превосходит Iном. Это можно осуществить с помощью шунта (рис. 1). Поскольку Iпред >> Iном, то избыточный ток Iпред -Iном должен пройти через шунт, сопротивление которого и нужно рассчитать. Так как амперметр и шунт находятся под одним напряжением, то можно записать:

IномRвн=(Iпред -Iном) Rш,

откуда , (1)

Iпред=28 мА (дано из начальных условий),

Сопротивление шунта находится по формуле:

,(2)

Погрешность:

 , (3)

 

Коэффициент шунтирования находится из отношения:

            , (4)         

 

 

Расчет дополнительного сопротивления

Дополнительное сопротивление подключается последовательно с вольтметром с целью увеличения его внутреннего сопротивления и расширения предела измерения.

Рис. 2. Схема включения вольтметра с дополнительным сопротивлением

 

При подключении Rдоп номинальный ток изменяться не должен, следовательно:

,(5)

откуда , (6)

 

Погрешность

 ,   (7)

Uпред= 1,3 В (дано из начальных условий)

 

Абсолютная погрешность для амперметра:

              ,(8)

              ,(9)

Абсолютная погрешность для вольтметра:

             ,(10)

 

 

 

Ход работы

 

Табл. 1

Наименование прибора	Род тока	Рабочее положение	Система прибора	Класс точности	ном. ток, мА	Цена деления
						с шунтом	Без шунта
Вольтамперметр	-			2.5	3	1	0.15
Микроамперметр	-			1.5	50	2	2
Амперметр	-			2.5	3	0,1	1

 

,  ,  , 

Вычисления

Коэффициент шунтирования найдем по формуле (4):

            

         

Абсолютную погрешность амперметра найдем по формуле (8) и (9):

1. с пределом 3 мА:

,

2. с расширением предела до 28 мА:

,

Абсолютную погрешность вольтамперметра найдем по формуле (10):

.

Сопротивление шунта найдем по формуле (2):

,

Погрешность найдем по формуле (3):

 

 

 

Дополнительное сопротивление найдем по формуле (6):

.

 

Погрешность найдем по формуле (7):

,

Вывод: Научились читать, определять технические характеристики приборов, рассчитывать дополнительное сопротивление приборов и сопротивление шунтов. Поняли назначение шунтов и дополнительных сопротивлений.

Рассчитали сопротивление шунта и дополнительное сопротивление для данных схем с допустимой погрешностью:

Rдоп= 475 ± 11 Ом,

Rш= 3,0 ± 0,2 Ом.

Размещено на Allbest.ru