Пояснения к работе. К пункту 1. Амперметр включают последовательно с устройством, в котором измеряется ток (рис

К пункту 1. Амперметр включают последовательно с устройством, в котором измеряется ток (рис. 1.3а).

Вольтметр подключается параллельно участку, на котором определяют напряжение (рис. 1Д6). При использовании приборов магнитоэлектрической системы в цепях постоянного тока следует учитывать их полярность (рис. 1.3).

а) б)

Рис. 1.3

Ваттметр (рис. 1.2) имеет две обмотки: тока (включается как амперметр) и напряжения (включается как вольтметр). При измерении мощности на участке цепи маркированные зажимы ваттметра (помеченные точкой или звездочкой), как правило, соединяются перемычкой.

Для определения цены деления ваттметра надо произведение предельных значений тока и напряжения, указанных на приборе, разделить на число делений шкалы,

В цепях постоянного тока мощность обычно определяется не с помощью ваттметра, а по показаниям амперметра и вольтметра (вычисляется по формуле P=Ul). При лабораторных исследованиях записываются технические характеристики измерительных приборов (табл. 1.1).

К пункту 2. Существуют различные методы измерения сопротивлений. Имеются приборы, по шкале которых сразу можно определить величину сопротивления (омметры, мосты, компенсаторы). Однако в них сопротивления измеряются при токах и напряжениях, отличных от рабочих режимов. Ценность метода амперметра-вольтметра в том, что он позволяет проводить измерение сопротивлений при рабочих токах. Он незаменим при измерении сопротивлений, величина которых зависит от тока и напряжения, при снятии вольт-амперных характеристик нелинейных элементов.

Сопротивление при помощи метода амперметра-вольтметра определяется по формуле

'

где U, I - измеренные напряжение и ток (рис, 1.1). При идеальных вольтметре (r_v =°0) и амперметре (т_А =0 ) схемы а и б равнозначны (рис.1.1). Наличие внутренних сопротивлений приборов вносит погрешность.

К пунктам 3, 4, 5. В схеме (рис.1.1а) ток в амперметре равен току в резисторе, а вольтметр измеряет сумму напряжений на амперметре и резисторе, включенных последовательно. Поэтому

где r_A – внутреннее сопротивление амперметра; r – истинное значение сопротивления резистора,

,

Таким образом, истинное сопротивление резистора меньше вычисленного по показаниям приборов на величину сопротивления амперметра. В схеме (рис 1.1б) вольтметр измеряет напряжение на резисторе, а ток в амперметре равен сумме токов в резисторе и в вольтметре, включенных параллельно. Поэтому

Истинное значение сопротивления резистора определяется по формуле

Следовательно, измеренное сопротивление в этом случае меньше истинного значения r.

При измерении сопротивления методом амперметра-вольтметра относительная погрешность метода вычисляется по формуле

В схеме (рис.1.1а) она мала, если r_A < < r, а в схеме (рис 1, 1б) - мала, если r_v > > r.

Контрольные вопросы и задачи

1. Что называется резистором, обладающим сопротивлением г, как элементом электрической цепи? От чего зависит его сопротивление? Как изображается резистор на схеме, и какова размерность его сопротивления в системе СИ?

2. Определите цену деления амперметра и вольтметра, шкалы которых имеют 75 делений, предельные значения токов: 1, 5А; 3А; 15А; напряжений: 7, 5В; 15В; 30В; 75В.

3. Определите цену деления ваттметра, шкалы которого имеет 150 делений, предельные значения токов: 2, 5А; 5А; напряжений: 30В; 75В; 150В; 300В.

4. Нарисуйте схемы для измерения r (с меньшей погрешностью), если r_A < < r и r_v > > r. От чего зависит величина погрешности метода измерений? В каких случаях можно вычислить величину r без погрешности метода для любой из нарисованных схем?

5. Определите показание приборов I_A, U_V в двух схемах (рис. 1.1a, б), если r_v = 10 кОм, r_а =5 Ом и U = 10В, r = 75 Ом

6. Определите относительную погрешность метода измерений по схеме (рис. 1.1a), если известно, что: r_v =10Ом, I_А= 3А, U_v =165 В, r = 75 Ом.

7. Определите относительную погрешность метода измерений по схеме (рис. 1.L6), если известно: истинное значение измеряемого сопротивления r =45Ом; r_v = 1 кОм, показание вольтметра U_v = 150 В.

8. По данным п.3 программы определите мощность Р по показаниям приборов и расходуемую в виде тепла на измеряемом сопротивлении. Объясните причину их различия.

9. Выполните то же самое, что в вопросе 8, но по данным п.4 программы.

10. Приборы какой системы изображены на рисунке?

а)	б)	в)

В чем их конструктивное различие?

Литература: [1, с.35-39, 314-315, 346-348, 356-357; 2, с.152, 17-19].