Лабораторна робота
вимірювання постійної напруги
Мета роботи: ознайомлення з типовими вольтметрами постійної напруги, оволодіння методикою вимірювань постійних напруг, набуття навичок градуювання вольтметрів.
Методичні вказівки щодо підготовки до роботи
При вимірюванні напруги на ділянці електричного кола одним із джерел похибки є відгалуження струму в ланцюг вольтметра. На рис.1 показана схема вимірювання напруги вольтметром V на резисторі R2 (ділянка 1-2). Напруга на опорі R2 визначається виразом
Рис.1. Схема включення вольтметра
Рис.2. Еквівалентна схема ланцюга
При підключенні вольтметра в його ланцюг відгалужується струм iB і тому напруга на R1 збільшується (оскільки зменшується загальний опір кола), а на резисторі R2 - зменшується в порівнянні з їх значеннями до вимірювання. Еквівалентна схема вимірювання напруги показана на рис.2. Еквівалентний опір на ділянці 1-2 визначається виразом
де Rв - опір вольтметра. Напруга, виміряний вольтметром, можна визначити з виразу
При цьому відносна похибка вимірювання дорівнює
Похибка, обумовлену відгалуженням струму в ланцюг вольтметра, можна врахувати введенням поправки на результат вимірювання. Поправка визначається розрахунковим і експериментальним шляхом.
Найбільш часто поправка визначається експериментально непрямим методом з використанням контрольного шунта. Вимірювання напруги проводиться двічі: основне вимір з результатом Uізм без шунта (звичайне вимір напруги) і контрольне вимірювання з результатом Uк при підключеному паралельно вольтметру шунті. Опір шунта береться рівним опору вольтметра. При контрольному вимірі струм відгалужується як в ланцюг вольтметра, так і в ланцюг контрольного шунта, при цьому напруга Uк буде менше Uізм (яке в свою чергу менше значення напруги на ділянці кола до підключення вольтметра). Тоді згідно (1) поправка обчислюється за формулою
В окремих випадках, коли виконується нерівність
можна користуватися наближеною формулою
С? Uізм-Uк.
Опис магнітоелектричного вольтметра
Вольтметр виконаний у вигляді макету за схемою (рис. 3). Основними елементами вольтметра є магнітоелектричний мікроамперметр і додатковий резистор R1. Для експериментального визначення поправки на відгалуження струму в ланцюг вольтметра в схему введений контрольний шунт - Rш. Контрольний шунт підключається паралельно входу вольтметра за допомогою перемикача S1 ??( Контрольний шунт ).
Рис.3. Схема магнітоелектричного вольтметра.
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи
1. Градуювання магнітоелектричного вольтметра. Градуювання виконується шляхом порівняння свідчень? х градуйованого вольтметра (в поділках) з показаннями Vо зразкового вольтметра (в вольтах). В якості зразкового вольтметра використовується мультиметр вимірювальній станції MS - 9160. Схема градуювання показана на рис. 4. Одночасно з градуировкой проводиться перевірка точності роботи вбудованого вольтметра джерела живлення вимірювальної станції.
Рис. 4. Схема градуювання вольтметра
1. Включити мультиметр і джерело живлення вимірювальної станції.
2. Переключити мультиметр в режим вимірювання напруги (V). Вибрати кнопкою «DC?/AC () »режим вимірювання постійної напруги (на екрані мультиметра не висвічується« AC »).
. Переконатися, що кнопка «V/A» джерела живлення віджата (индицируется напруга регульованого джерела). Встановити ручкою «Voltage» напруга регульованого джерела рівним 0В.
. Зразковий і градуйованих вольтметри одночасно підключити паралельно до клем регульованого виходу джерела живлення вимірювальної станції.
. Відключити контрольний шунт градуйованого вольтметра.
. Зміною вихідної напруги джерела живлення слід встановити стрілку градуйованого вольтметра послідовно на кожне оцифроване поділ шкали, одночасно знімаючи показання мультиметра V0 і показання вбудованого вольтметра джерела живлення станції Vіп. Напруга на вольтметрах змінюється за допомогою ручки регулювання вихідної напруги «Voltage». Результати вимірювань записати в табл. 1.
Таблиця 1
Відлік за шкалою? x, дел.Показанія зразкового вольтметра V0, ВПоказанія вольтметра джерела живлення Vіп, ВПогрешность вимірювання напруги? Uип,% 05 ... 50
7. Розрахувати...
