ТОП 10:

Петровых Н.П., Козленкова Н.А.



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХАБАРОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

 

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ, ФИЗИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИКИ

Кафедра общей физики

 

ЛАБОРАТОРНЫЙ

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

(Развитие практических навыков по физике)

Петровых Н.П., Козленкова Н.А.

 

Лабораторная работа № 2

«ШКОЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ»

Хабаровск 2004

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные знания и умения…………………………………………..5

2. Основная литература………………………………………………….3

3. Дополнительная литература………………………………………….4

4. Описание работы………………………………………………………6-14

5. Практические задания…………………………………………………15-18


Основная литература.

1. Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике в школе: учебное пособие для студентов высш. пед. учеб. Заведений /Под ред. С.Е. Каменецкого, С.В. Степанов,- М.: Академия, 2002 с. 105-113.

2. Анциферов Л.И.,Пищиков И.М Практикум по методике и технике школьного эксперимента/ Л.И. Анциферов, И.М. Пищиков – М: Просвещение, 1984.

3. Марголис А. А и др Практикум по школьному физическому эксперименту/ А. А. Марголис - М.: Просвещение, 1977,1968,1960.

4. Бурсиан Э.В. Физические приборы / Э.В. Бурсиан – М: Просвещение, 1984.

5. Покровского А.А. Учебное оборудование по физике в средней школе/ Под ред. А.А.Покровского - М.. Просвещение, 1973.

6. Евсюков А. А Электронное оборудование по физике/ А.А. Евсюков - М.: Просвещение, 1977.

7. Мур Д.М., Физический эксперимент в школе: сборник статей./Д.М. Мур – М.: 1963.

8. Покровский А.А., Практикум по физике в средней школе: дидактический материал./ А.А. покровский. – М.: Просвещение, 1982.

Дополнительная литература.

1. Яковлева Т.Г. Если в кабинете мало оборудования.//газета “Физика” 29/2003.

2. Головин П.П. Эксперимент на уроках физики.//газета “Физика” 13,15,45/2003.

3. Ковалева С.Я. О новом учебном оборудовании.//газета “Физика” 9/2004.

4. Ананьева О.А., Ананьев В.Д. Ода эксперименту.//газета “Физика” 43/2004.

5. Зуев И.Д. Старые приборы на новый лад.//журнал “Ф/ш” 8/2004.

6. Смирнов А.В. Современный модульный Учебно-технический комплект для кабинета физики общеобразовательной школы.//журнал “Ф/ш” 1,2,3/2004.

Новые приборы./журнал “Ф/ш” 1,3,7/2003.

 

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ:

Студент должен знать

- название, внешний вид (конструкционное оформление), устройство, принцип действия и технические данные электроизмерительных приборов.

- правила обращения с электроизмерительными приборами,

- возможные применения изучаемых приборов и порядок работы с ними.

- порядок работы с электроизмерительными приборами

Студент должен уметь

- самостоятельно подбирать и использовать в учебном физическом эксперименте электроизмерительные приборы по их назначению с учетом поставленных дидактических (методических) задач,

- оценивать возможность и необходимость использования тех или иных электроизмерительных приборов в заданных условиях,

- осуществлять самостоятельно мелкий ремонт и приведение в рабочее состояние изученные электроизмерительные приборы,

- использовать альтернативные варианты использования электроизмерительных приборов в учебном физическом эксперименте с учетом их технической и методической взаимозаменяемости;

- пользоваться специальной литературой, паспортами, инструкциями, описаниями изучаемых в работе электроизмерительных приборов для решения возникающих в школьной практике проблем.

 

Электроизмерительными приборами называют приборы различных систем, измеряющие такие величины, как силу тока, напряжение, сопротивление, мощность заряд, частоту тока, разность фаз, работу тока и т. д.

Электроизмерительные приборы, принцип работы которых основан на механическом перемещении подвижной части со стрелкой или зеркалом под действием электрических или электромагнитных сил, называют электромеханическими. В последнее время в практику школьного физического эксперимента входят электронные приборы. Ряд школьных приборов часто сочетает в себе электронные и механические узлы.

Если стрелка или световой указатель плавно перемешается по шкале и показания прибора являются непрерывной функцией измеряемой величины, то такие приборы называются аналоговыми в отличие от цифровых.

 

Амперметр с гальванометром демонстрационный (АГ)

Амперметр с гальванометром демонстрационный типа АГ предназначен для измерения силы постоянного и переменного тока, а также служит чувствительным гальванометром для обнаружения тока и определения его направления. Прибор может служить в качестве учебного пособия для изучения устройства и принципа действия электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы.

Применение сменных шунтов к амперметру дает возможность использовать прибор в качестве многопредельного электроизмерительного прибора. Шунт - электрическая цепь (обычно выполненная в виде проводника или металлической ленты из манганина на пластмассовом каркасе с контактами в форме клемм-угольников), включаемая параллельно гальванометру и служащая для расширения пределов измерения амперметра. Чем меньше сопротивление шунта, тем большая часть общего тока идет через него.

Пусть I - сила тока, который подлежит измерению, Iш и Iг - сила тока, текущего соответственно через шунт и гальванометр, R и r- сопротивления шунта и гальванометра.

Учитывая, что Iш R=Iг r и I= Iш + Iг, получим: .

Так как обычно R<<r, то Iг<<I. Сила тока в гальванометре Iг прямо пропорциональна силе тока в цепи I, поэтому шкалу галь­ванометра можно отградуировать непосредственно для значений силы тока в цепи.

Обрыв шунта опасен для прибора. Поэтому в цепь включается непосредственно шунт.

 
 

Принципиальная схема:

Примечание: Сведения о конструкции прибора Вы можете получить, обратившись к техническому паспорту прибора.

Использование прибора в качестве гальванометра постоянного то­ка:

Как видно из схемы амперметра, обмотка рамки прибора непосредственно подключается к нижним зажимам с надписью "Гальванометр". Если подключить внешнюю электрическую цепь к этим зажимам, то прибор будет работать в качестве гальванометра, чувствительного к току. Цена деления гальванометра - не более 0,05 мА/дел. Так как шкала гальванометра имеет по 5 делений в каждую сторону от нуля, то это означает, что для отклонения стрелки от нуля до конца шкалы (5 делений) необходим ток силой не более 0,25 мА. Перед началом работы с прибором в режиме гальванометра необходимо установить шкалу гальванометра «Г» в передний паз крышки и головкой корректора установить стрелку на нуль шкалы. При работе с гальванометром необходимо помнить о его высокой чувствительности и не подключать цепь с большей силой тока во избежание сгорания обмотки рамки или повреждения стрелки.

Использование прибора в качестве амперметра постоянного тока:

Шунт на 3 А или 10 А в зависимости от величины тока в измеряемой цепи подключается к правому верхнему зажиму (помечен символом « + ») и среднему (общему) зажиму. К зажимам на шунте подключаются провода измеряемой цепи, при этом соблюдается необходимая полярность.

В передний паз на крышке прибора надо опустить шкалу постоянного тока того же предела измерения, что и установленный шунт.

Головкой корректора устанавливают стрелку прибора на нуль шкалы.

Как амперметр постоянного тока прибор имеет два предела измерений: 3 А и 10 А. Соответственно в приборе имеются две рабочие шкалы, нанесенные на двух сторонах подшкальника, на пластмассовой планке которого ищется знак «-» (постоянный ток).

Шкала на 3 А имеет 15 делений , из них 3 оцифрованы. Цена одного деления - 0,2 А.

Шкала на 10 А имеет десять основных делений ценой 1 А. Остальные деления разделены пополам более короткой чертой; следовательно, эти деления имеют цену 0,5 А.

Использование прибора в качестве амперметра переменного тока:

Шунт на 3 А или 10 А в зависимости от величины тока в измеряемой цепи подключается к левому верхнему зажиму (обозначен знаком « » ) и среднему зажиму, являющемуся общим для переменного и постоянного тока. К зажимам на шунте подключаются провода измеряемой цепи.

В передний паз на крышке прибора надо опустить шкалу переменного тока того же предела измерения, что и установленный шунт.

Головкой корректора устанавливают стрелку на нуль шкалы. Как амперметр переменного тока прибор имеет два предела измерений: 3 А и 10 А. Соответственно в приборе имеются две рабочие шкалы переменного тока, нанесенные на двух сторонах подшкальника, на пластмассовой планке которого обозначен знак « » (переменный ток).

Шкала на 3 А имеет три оцифрованных деления: 1,2,3 А. Промежутки между делениями1-2 и 2-3 разделены еще на 5 делений, цена каждого деления - 0,2 А. Между делениями 0 и 1имеются два добавочных деления, отмечающие 0,4 и 0,6 А. Писала на 10 А имеет основные деления ценой 1 А. Эти деления разделены пополам более короткой чертой: следовательно, цена мелких делений 0,5 А. На шкале отсутствует деление для 1 А; первое деление - 2 А, второе - ЗА.

В связи с неравномерностью характеристики полупроводникового выпрямителя, рабочая часть шкалы 3 А начинается с 1 А, и шкалы 10 А – с 3 А. Эти деления на шкалах отмечены точкой.

Примечание: В демонстрационных амперметрах старой конструкции, встречающихся еще в школьной практике, выбор рода измеряемого тока осуществляется с помощью специального переключателя, расположенного с левого бока прибора. Принципиально приборы старой и новой конструкции не различаются.

Вольтметр демонстрационный с гальванометром (ВГ)

Назначение и технические данные:

Вольтметр с гальванометром демонстрационный типа ВГ предназначен для измерения напряжения в цепях постоянного и переменного тока, а также служит чувствительным гальванометром для обнаружения тока и определения его направления. Прибор может служить в качестве учебного пособия для изучения устройства и принципа действия электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы.

Применение сменных добавочных сопротивлений к вольтметру дает возможность использовать прибор в качестве многопредельного электроизмерительного прибора.

 
 

Принципиальная схема вольтметра.

Применяют прибор в качестве:

- гальванометра постоянного тока;

при выборе гальванометра (от амперметра или вольтметра) для работы следует руководствоваться правилом: если сопротивление элементов цепи велико и в цепи должен течь малый ток, то следует выбирать гальванометр от амперметра, если же сопротивление элементов цепи мало и необходимо измерять малые напряжения, то больший эффект дает применение гальванометра от вольтметра.

- вольтметра постоянного тока;

- вольтметра переменного тока.

Примечание: В демонстрационных вольтметрах старой конструкции, встречающихся еще в школьной практике выбор рода измеряемого напряжения осуществляется с помощью специального переключателя, расположенного с левого бока прибора. Принципиально приборы старой и новой конструкции не различаются. Меры безопасности при работе с приборами типа АГ И ВГ, а также требования к хранению и эксплуатации приведены в паспортах.

Задание 1. Поверка демонстрационного амперметра и вольтметра.

Поверку проводит с целью определения погрешностей измерительных приборов.

Схемы установок для поверки демонстрационных амперметра и вольтметра показаны на рис.1 и рис.2 соответственно (контрольные приборы на схемах обозначены А1 и VI).

Рис.1 Рис.2

1. Проведите поверку демонстрационного амперметра с верхним пределом измерения 3 А, подготовленного для работы в цепях постоянного тока.

Определите, какой реостат целесообразно использовать в установке, где в качестве источника напряжения будет взят выпрямитель B-24.

Соберите установку и проведите сверку показаний обоих амперметров во всем диапазоне измерений поверяемого прибора. Перед включением выпрямителя рукоятки регуляторов устанавливают и положения, соответствующие наименьшим показаниям приборов.

Определите абсолютную и относительную погрешности поверяемого образца демонстрационного амперметра.

2. Проведите поверку демонстрационного вольтметра с верхним пределом измерения 5 В, подготовленного для работы в цепях постоянного тока.

Определите, какой реостат целесообразно использовать в установке, где в качестве источника напряжения будет взят выпрямитель В-24.

Соберите установку и проведите сверку показаний обоих вольтметров во всем диапазоне измерений поверяемого прибора.

Определите абсолютную и относительную погрешности поверяемого образца демонстрационного вольтметра.

3. Повторите поверку вольтметра в диапазоне измерения постоянных напряжений 0... 15 В, а затем в том же диапазоне измерения переменных напряжений.

Задание 2. Изменение предела измерения демонстрационного вольтметра.

При проведении некоторых опытов более точные результаты дает использование вольтметра с пределом измерения 1 В. Получить вольтметр с таким пределом измерения можно с помощью дополнительного сопротивления. Для расчета его значения необходимо знать напряжение, при котором стрелка измерительного механизма вольтметра отклоняется до последнего деления шкалы Uпp, и внутреннее сопротивление измерительного механизма Rпp. Внутреннее сопротивление указано на корпусе прибора.

Напряжение Uпpизмеряют, используя демонстрационный вольтметр с неподключенным добавочным резистором как миллиамперметр (при этом прибор подключается средней и верхней правой клеммами). Способом, описанным выше, измеряют силу тока максимального отклонения его стрелки Iпр. Затем вычисляют Uпp (Uпp = Iпр/ Rпp).

Непосредственно измерить напряжение, при котором стрелка прибора с неподключенным добавочным резистором отклоняется, до последнего деления шкалы, можно, собрав схему по рис.3. Реостатами устанавливают напряжение, при котором стрелка испытуемого вольтметра отклонится до последнего деления шкалы, а контрольным вольтметром измеряют его значение.

Рис.3

 

 

Источником электропитания установки служит выпрямитель, выходное напряжение которого можно плавно

регулировать. В качестве контрольного используют вольтметр более высокого класса точности, верхний предел измерения напряжения которого можно изменять в широком диапазоне. Подойдет, например, цифровой мультиметр или авометр.

1.Определите внутреннее сопротивление прибора.

2.Подберите приборы и соберите установку по схеме (здесь вольтметр включается как миллиамперметр, а контрольным миллиамперметром является mA1).

3.Измерьте силу тока, при котором стрелка прибора отклоняется до последнего деления шкалы. При этом вольтметр подключают клеммами, которые используют при измерении постоянного напряжения, но добавочный резистор не устанавливают.

4.Определите напряжение Uпp, при котором стрелка отклоняется до последнего деления шкалы.

5.Повторите определение Unp, используя контрольный вольтметр (собрав установку по схеме рис. 2).

6.Выберите из двух полученных значений Unp то, которое, по вашему мнению, более достоверно.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХАБАРОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

 

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ, ФИЗИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

ФАКУЛЬТЕТ ФИЗИКИ

Кафедра общей физики

 

ЛАБОРАТОРНЫЙ

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

(Развитие практических навыков по физике)

Петровых Н.П., Козленкова Н.А.

 

Лабораторная работа № 2

«ШКОЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ»

Хабаровск 2004

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные знания и умения…………………………………………..5

2. Основная литература………………………………………………….3

3. Дополнительная литература………………………………………….4

4. Описание работы………………………………………………………6-14

5. Практические задания…………………………………………………15-18


Основная литература.

1. Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике в школе: учебное пособие для студентов высш. пед. учеб. Заведений /Под ред. С.Е. Каменецкого, С.В. Степанов,- М.: Академия, 2002 с. 105-113.

2. Анциферов Л.И.,Пищиков И.М Практикум по методике и технике школьного эксперимента/ Л.И. Анциферов, И.М. Пищиков – М: Просвещение, 1984.

3. Марголис А. А и др Практикум по школьному физическому эксперименту/ А. А. Марголис - М.: Просвещение, 1977,1968,1960.

4. Бурсиан Э.В. Физические приборы / Э.В. Бурсиан – М: Просвещение, 1984.

5. Покровского А.А. Учебное оборудование по физике в средней школе/ Под ред. А.А.Покровского - М.. Просвещение, 1973.

6. Евсюков А. А Электронное оборудование по физике/ А.А. Евсюков - М.: Просвещение, 1977.

7. Мур Д.М., Физический эксперимент в школе: сборник статей./Д.М. Мур – М.: 1963.

8. Покровский А.А., Практикум по физике в средней школе: дидактический материал./ А.А. покровский. – М.: Просвещение, 1982.

Дополнительная литература.

1. Яковлева Т.Г. Если в кабинете мало оборудования.//газета “Физика” 29/2003.

2. Головин П.П. Эксперимент на уроках физики.//газета “Физика” 13,15,45/2003.

3. Ковалева С.Я. О новом учебном оборудовании.//газета “Физика” 9/2004.

4. Ананьева О.А., Ананьев В.Д. Ода эксперименту.//газета “Физика” 43/2004.

5. Зуев И.Д. Старые приборы на новый лад.//журнал “Ф/ш” 8/2004.

6. Смирнов А.В. Современный модульный Учебно-технический комплект для кабинета физики общеобразовательной школы.//журнал “Ф/ш” 1,2,3/2004.

Новые приборы./журнал “Ф/ш” 1,3,7/2003.

 

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ:

Студент должен знать

- название, внешний вид (конструкционное оформление), устройство, принцип действия и технические данные электроизмерительных приборов.

- правила обращения с электроизмерительными приборами,

- возможные применения изучаемых приборов и порядок работы с ними.

- порядок работы с электроизмерительными приборами

Студент должен уметь

- самостоятельно подбирать и использовать в учебном физическом эксперименте электроизмерительные приборы по их назначению с учетом поставленных дидактических (методических) задач,

- оценивать возможность и необходимость использования тех или иных электроизмерительных приборов в заданных условиях,

- осуществлять самостоятельно мелкий ремонт и приведение в рабочее состояние изученные электроизмерительные приборы,

- использовать альтернативные варианты использования электроизмерительных приборов в учебном физическом эксперименте с учетом их технической и методической взаимозаменяемости;

- пользоваться специальной литературой, паспортами, инструкциями, описаниями изучаемых в работе электроизмерительных приборов для решения возникающих в школьной практике проблем.

 

Электроизмерительными приборами называют приборы различных систем, измеряющие такие величины, как силу тока, напряжение, сопротивление, мощность заряд, частоту тока, разность фаз, работу тока и т. д.

Электроизмерительные приборы, принцип работы которых основан на механическом перемещении подвижной части со стрелкой или зеркалом под действием электрических или электромагнитных сил, называют электромеханическими. В последнее время в практику школьного физического эксперимента входят электронные приборы. Ряд школьных приборов часто сочетает в себе электронные и механические узлы.

Если стрелка или световой указатель плавно перемешается по шкале и показания прибора являются непрерывной функцией измеряемой величины, то такие приборы называются аналоговыми в отличие от цифровых.

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.170.78.142 (0.028 с.)