Измерение и обработка результатов.

Часть 1 (А). Градуировка гальванометра в качестве амперметра.

1. Рассчитайте сопротивление шунта, который необходимо подключить к гальванометру для измерения силы тока силой I (задается преподавателем). Величины I _r, R _r указаны на стенде.

2. Рассчитайте длину шунта , исходя из формулы R _ш = r . Значения физических величин, необходимые для расчёта, заданы на стенде. Из-за возможной ошибки при измерении толщины проволоки, расчетную длину увеличьте на 15-20%. Окончательно длину шунта подберите экспериментально (см. пункт 4).

3. Ознакомьтесь со схемой (она изображена на стенде) и установкой для измерений.

4. После получения допуска к работе, включите питание и, пользуясь потенциометром, установите требуемую величину силы тока I. Изменяя длину шунта, установите стрелку гальванометра на последнем делении шкалы. Запишите окончательную длину проволоки.

5. Выполните градуировку амперметра. Для этого уменьшайте ток I с помощью реостата на 0,1 А и записывайте показания гальванометра и ток эталонного амперметра (таблица 1).

Таблица 1

Градуировка амперметра

N	Ток эталонного амперметра, А	Отсчет по шкале гальванометра, деления шкалы	Цена деления , А/дел.
...

 

6. Изобразите на графике зависимость показаний гальванометра (N) от силы тока I (градуировочный график). Для построения пользуйтесь миллиметровой бумагой. Масштаб выбирайте в соответствии с требованиями, предъявляемыми к построению графиков (смотри методические указания к оформлению лабораторных работ). График вклейте в лабораторную тетрадь, внизу оставьте место для подписи. Каждый график, иллюстрирующий выполненный Вами эксперимент, пронумеруйте. Например: Рис.1. Зависимость показаний шунтированного гальванометра от величины силы тока.

7. Для расчёта приборной погрешности Вам понадобятся характеристики использованных в работе приборов (табл. 2). Заполните таблицу 2.

Таблица 2.

Характеристики используемых приборов

№	Название прибора	Измеряемая величина, [единица измерения]	Максимальное значение шкалы прибора	Класс точности	Абсолютная погрешность

 

8. По градуировочному графику определите цену деления, как C = . Сравните её с ценой деления гальванометра.

9. Рассчитайте погрешность измерения цены деления либо графически, либо стандартным методом (схема метода расчёта описана в книге [2], формулы для расчёта приведены на стенде в лаборатории).

10. Оцените чувствительность полученного амперметра, сравните её с чувствительностью гальванометра.

11. Запишите вывод.

Часть 2 (В). Градуировка гальванометра в качестве вольтметра.

1. Рассчитайте дополнительное сопротивление R _доп., которое необходимо подключить к гальванометру для измерения предельного напряжения величиной U (задается преподавателем).

2. Ознакомьтесь со схемой (она изображена на стенде) и установкой для измерений.

3. Используя результаты вычислений (п.1), на магазине сопротивлений установите значение R _доб.

4. После получения допуска к работе, включите питание и, пользуясь потенциометром, установите требуемую величину напряжения U. Подберите окончательно R _доб, так, чтобы стрелка гальванометра отклонилась на всю шкалу. Запишите окончательное значение R _доб.

5. Выполните градуировку вольтметра. Для этого, уменьшая напряжение, записывайте показания гальванометра в таблицу, аналогично табл. 1.

6. Изобразите на графике зависимость показаний гальванометра (N) от величины напряжения(постройте градуировочную зависимость). Для построения пользуйтесь миллиметровой бумагой. Масштаб выбирайте в соответствии с требованиями, предъявляемыми к построению графиков (смотри методические указания к оформлению лабораторных работ). Не забудьте сделать подпись к графику.

7. Заполните таблицу 2.

8. По градуировочному графику определите цену деления, как C = . Сравните её с ценой деления гальванометра.

8. Рассчитайте погрешность измерения цены деления либо графически, либо стандартным методом (схема метода расчёта описана в книге [2], формулы для расчёта приведены на стенде в лаборатории).

9. Оцените чувствительность полученного вольтметра, сравните её с чувствительностью гальванометра.

10. Запишите вывод.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.

2. Сформулируйте правила Кирхгофа для цепей постоянного тока.

3. Выведите формулу для расчета сопротивления шунта и дополнительного сопротивления.

4. Что называется ценой деления и чувствительностью гальванометра?

5. Что такое класс точности прибора?

6. Класс точности амперметра (вольтметра), который Вы градуировали, отличается (не отличается) от класса точности гальванометра?

 

Литература

1. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электричество и магнетизм». Часть 1. Постоянный электрический ток. Под ред. А.Б. Власова, Мурманск, 1988.

2. Сборник лабораторных работ по физике. Часть 2. Электричество и магнетизм. Под ред. В.Н. Подымахина, Мурманск, 2001.

3. Физические величины: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.

4. Калашников Н.П. Основы физики. В 2 т.: учеб. для вузов / Н.П. Калашников, М.А. Смондырев. – М.: Дрофа, 2007.

5. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. Электричество и магнетизм, Волны. Оптика. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. – 496 с.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10