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 PV 2.
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 PV 2.
Внутреннее сопротивление вольтметра определяется по формуле
(подумайте, как она получается!) (4)
Здесь Uэт – показание эталонного вольтметра,
IB – ток в цепи исследуемого вольтметра,
RA – сопротивление миллиамперметра (обычно берется по паспортным данным).
При RA << RB 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 RB в п. А), а затем подбирается сопротивление магазина до R = RB более мелкими ступенями по току.
Результаты измерения сопротивления вольтметра RB обеими методами заносят в таблицу 1 и вычисляются указанные в ней величины.
Таблица 1
| № п/п | Uэт, В | IB, А | Метод амперметра и вольтметра | Метод замещения | ||||
| RB, Ом | DRB, Ом | RBср, Ом | R = RB, Ом | DRB, Ом | RBср, Ом | |||
| 1. 2. 3. 4. 5. |
Упражнение 2. Расчет добавочного сопротивления к вольтметру. Градуировка вольтметра.
1. По заданию преподавателя рассчитать добавочное сопротивление к испытуемому вольтметру по формулам (4) или (5).
2. В магазине сопротивлений установить рассчитанное значение Rg. В качестве Rg – берется среднее значение из всех измеренных в упр. 1.
3. Схема соединения приборов для градуировки вольтметра показана на рис. 4.
Рис. 4 Рис. 5
Плавно изменяя напряжение на входе цепи отмечают напряжение по эталонному вольтметру PV 2, соответствующее оцифрованным точкам шкалы исследуемого вольтметра.
Результаты опыта свести в таблицу 2 и по полученным данным построить график
V 0 = f (N).
Таблица 2
| Uэт, В | ||||||||
| N, дел |
Контрольные вопросы
1. Каковы требования, предъявляемые к вольтметру, используемому для изучения напряжения в цепях?
2. Шкала вольтметра имеет 150 дел. Вольтметр рассчитан на 30 В. Какое напряжение показывает вольтметр, если его стрелка отклонилась на 55 делений?
3. Кокай из методов измерения сопротивлений, метод амперметра и вольтметра или метод замещения, даёт меньшие систематические ошибки.
