Определение сопротивления и чувствительности гальванометра магнитоэлектрической системы

 

Теория метода измерений. Отклонение стрелки в приборах магнитоэлектрической системы пропорционально проходящему току: I=Ci N, где N - число делений, соответствующее отклонению стрелка при силе тока I; Ci= - коэффициент пропорциональности, являющийся постоянной прибора по току, или ценой деления прибора. Численно эта величина равна силе тока, вызывающего отклонение стрелки прибора на одно деление шкалы. Величина, обратная постоянной прибора по току, т.е. , называется чувствительностью прибора к току и равна числу делений шкалы, на которое отклоняется стрелка прибора при единичном значении силы тока. Для определения внутреннего сопротивления R_G и чувствительности гальванометра к току S_i воспользуемся схемой, представленной на рис.8. где G - гальванометр; V - вольтметр; - магазины сопротивлений, Е - источник тока, К - выключатель (кнопка). Используя первое правило Кирхгофа для узла В, можно написать

У=У₁+У_G (I)

Согласно второму правилу Кирхгофа для контура AGBA имеем

У_G ()- =0 (2)

для контура AEBGA - УR+У_G ()=E (3)

Сопротивлением r₀ источника тока можно пренебречь, поэтому величину ЭДС источника Е можно заменить показанием вольтметра V (Е=V).Решение системы трех уравнений (1)-(3) относительно У_G дает следующее выражение для силы тока. протекающего через галь­ванометр:

У_G= .

При r =0 =

 

Замена сопротивлений и R на и R’ дает величину тока У^’’_G:

У^’’_G= .

Сопротивления R’, и можно подобрать таким образом, что отклонение стрелки при этом будет таким же, что и при и R и =0, т.е, = У^’’_G. Решая это уравнение относительно R_G. найдем:

. (4)

 

Порядок выполнения работы.

Первый способ.

1 С помощью магазинов сопротивления подбирают R и при таким образом, чтобы при кратковременном замыкании цепи получилось достаточное (не менее чем на половину шкалы) отклонение стрелки гальванометра G. '

Примечание. Целесообразно R выбрать в пределах 400-5000 Ом. Сопротивления подбирают. начиная с.единиц и десятков Ом.

2. Не меняя R и , вводят сопротивление r, чтобы отклонение стрелки гальванометра уменьшилось вдвое.

3. Увеличивают сопротивление до ' так, чтобы отклонение стало прежним. Так как R не изменилось (R=R^’), то формула (4) для сопротивления гальванометра упростится и примет вид

(5)

Второй способ.

I. Подбирают, как и в первом случае, такие R и , при r= 0,.чтобы было достаточное отклонение стрелки гальванометра N.

Примечание. Целесообразно сопротивления R и оставить прежними.

2. Не изменяя R и , вводят r, чтобы отклонение стрелки гальванометра уменьшилось вдвое.

3. Уменьшают сопротивление R до R^’ так. чтобы отклонение стало прежним.

При втором способе измерений сопротивление не изменилось, т.е. .

Формула (4) для сопротивления гальванометра принимает следующий вид:

⁽⁶⁾

Сопротивление гальванометра вычисляют дважды, по формулам (5) и (6), За результат измерений принимают среднее значение. Чувствительность гальванометра к току вычисляют по формуле

 

,

 

где N — число делений (самых малых), на которые отклоняется стрелка прибора при r= 0; u - показания вольтметра.

Постоянную прибора С_i. по току следует вычислять как величину, обратную чувствительности прибора к току, т.е. С_i =1/S_i

Результаты измерений и вычислений занести в табл.2.

 

Т а б л и ц а 2

Способы	R,Ом	ρ, м	r, Ом	R’,Ом	Ρ’,Ом	RG,Ом	RGср.,Ом	U, В	N,дел.	Si дел/А	Сi А/дел
Первый
Второй

 

Контрольные вопросы

1. Классификация приборов. Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

2. Чувствительность к току и постоянная прибора по току.

3. Щунт и добавочное сопротивление.

4. Оценка погрешностей электрических измерений.

5. Устройство и принцип действия приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем.

6. Правила Кирхгофа.,

7. Определить для гальванометра, который используется в работе, С_i по шкале прибора. Полученный результат сравнить с результатом, полученным экспериментально. Определить абсолютную и относительную ошибки измерений.