Порядок выполнения эксперимента

Отчет по лабораторной работе №1

По дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему:

Измерение сопротивлений, токов, напряжений и мощности в цепи постоянного тока

 

Проверил преподаватель: Выполнили

Ермилов А. В. студенты гр. 210:

Ольховиков М. В.,

Холкина Т. К.,

Дорофеев И. И.,

Гостинский А.,

Плотников А.,

 

:

 

 

Н. Тагил

Общие сведения

 

Электрической цепью называют совокупность соединенных друг с другом элементов, по которым может протекать электрический ток.

Для протекания тока необходимы источники электрической энергии источники напряжения (ЭДС) или тока. Электрическая цепь содержит также устройства, в которых энергия электрического тока преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую и т.д.). Эти устройства называются нагрузками.

Для замыкания и размыкания цепей используют в ыключатели того или иного вида.

Электрический ток есть направленное движение носителей зарядов. В проводниках носителями отрицательных зарядов являются электроны, в жидкостях (электролитах) носители положительных и отрицательных зарядов ионы. В полупроводниках носителями отрицательных зарядов являются электроны, носителями положительных зарядов дырки. Дырка представляет собой вакантное место в атоме полупроводника, незанятое электроном.

Ток, неизменный во времени, называют постоянным. Он обозначается символом . Количественно ток равен заряду , который пересекает сечение проводника за единицу времени (1 секунда):

(1)

Для поддержания электрического тока требуется обеспечивать разделение носителей отрицательных и положительных зарядов, что и происходит в источниках.

Способность источника совершать работу по разделению зарядов характеризуется электродвижущей силой (ЭДС), которая обозначается символом .

Когда источник подключен к цепи, возникает направленное движение зарядов под действием сил притяжения разноименных и отталкивания одноименных зарядов, т.е. электрический ток. Вне источника положительные носители заряда движутся от его положительного зажима к отрицательному зажиму. Направление движения отрицательных зарядов противоположно движению положительных зарядов. Работа, совершаемая при движении зарядов по элементам электрической цепи характеризуется напряжением, которое обозначается символом .

Напряжение и ток на участке цепи постоянного тока связаны законом Ома:

или , (2)

где коэффициент пропорциональности между током и напряжением, называемый сопротивлением.

Мощность преобразования электрической энергии в другие виды энергии выражается через ток и напряжение (закон Джоуля-Ленца):

(3)

Изображение электрической цепи с помощью условных обозначений называют схемой электрической цепи (рисунок 1).

 

Рисунок 1 схема опыта

 

На расчетных схемах (т.е. на схемах, предназначенных для расчета электрической цепи) показывают стрелками направления токов и напряжений. За направление тока принимают направление движения положительных зарядов, а за направление напряжения направление от положительного полюса источника к отрицательному. Когда истинные направления неизвестны, на схеме показывают условные положительные направления

Экспериментальная часть

Цель: ознакомиться с измерениями токов, напряжений, сопротивлений и мощности с помощью виртуальных приборов и мультиметра, экспериментально убедиться в выполнении закона Ома и закона Джоуля-Ленца в электрической цепи постоянного тока.

 

Порядок выполнения эксперимента

· Включите блок мультиметров, установите на одном из них переключатель в положение измерения сопротивлений (), подключите к мультиметру с помощью соединительных проводов любое сопротивление из набора миниблоков, выберите ближайший превышающий измеряемое сопротивление предел измерения и запишите показание мультиметра и номинальное сопротивление, указанное на этикетке миниблока:

…………..Ом; = …………..Ом.

· Вычислите относительное отклонение измеряемого сопротивления от номинального значения в % (относительную погрещность):

= = …………. (4)

· Соберите цепь в соответствии с принципиальной схемой (рисунок 1) и монтажной схемой (рисунок 2), установив в наборную панель сопротивление = 100…….1000 Ом. Запишите значение сопротивления в таблице 1.

· Включите компьютер и активизируйте виртуальные приборы, выберите пределы измерения. Вместо виртуальных приборов можно использовать мультиметры и ваттметр для измерения мощности.

· Убедитесь, что при включении выключателя «В» в цепи появляется ток, а при выключении исчезает.

· Устанавливая регулятором напряжения указанные в таблице 1 значения, запишите в таблицу показания приборов. Не забывайте увеличивать или уменьшать пределы измерения в соответствии с подсказками компьютера.

· Вычислите значения мощности и сопротивления и запишите результаты в столбцы таблицы «Вычисление значения». Сравните результаты измерений и вычислений и сделайте выводы.

 

 

Рисунок 2 Монтажная схема

 

Таблица 1 - Результаты измерений для схемы №1

	Измеренные значения	Вычисленные значения
, Ом	, В	, мА	, Вт	, Ом
	-10	-107,8	1,078	92,8
-4	-40,6	0,1624	98,5
	29,9	0,0897	100,3
	49,9	0,2495	100,2
	110,4	1,2144	99,6

 

 

98,5 Ом

Вт

Ом; Ом

= = 0,5

Таблица 2 - Результаты измерений для схемы №1

	Измеренные значения	Вычисленные значения
, Ом	, В	, мА	, Вт	, Ом
	-10	-216	2,16	46,3
-4	-84,8	0,339	47,2
	63,5	0,1905	47,24
	105,6	0,528	47,35
		2,629	46,03

 

47,2 Ом

Вт

Ом; Ом

= = 1,14

Таблица 3 - Результаты измерений для схемы №1

	Измеренные значения	Вычисленные значения
, Ом	, В	, мА	, Вт	, Ом
	-10	-21,5	0,215	465,12
-4	-8,7	0,0348	459,77
	6,56	0,01968	457,32
	10,7	0,0535	467,23
	23,6	0,2597	466,11

 

459,77 Ом

Вт

Ом; Ом

= = 78,6

 

Вывод

После измерения токов, напряжений, сопротивлений и мощностей и помощью виртуальных приборов и мультиметра, мы экспериментально убедились в выполнении закона Ома и закона Джоуля Ленца в электрической цепи постоянного тока.

В ходе опыта было установлено, что показания приборов не на много отличаются от вычисленных показаний. Это доказывает выполнение законов Ома и Джоуля Ленца

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: