Правила работы с электрическими схемами

При работе с электрическими приборами следует быть внимательными и строго соблюдать правила по технике безопасности.

Монтаж экспериментальной установки в большинстве случаев студент производит самостоятельно по принципиальной или монтажной схемам.

При выполнении лабораторных работ по электричеству и магнетизму необходимо помнить следующее:

1.Вся электрическая схема монтируется с помощью соединительных

проводов. Провода должны быть изолированы, а концы их зачищены,

так как они постоянно окисляются, вследствие чего нарушается

контакт.

2.Контакты должны быть всюду плотны. Конец провода подкладывается

по ходу завинчивания винта.

3.Переплетение даже изолированных проводов не допускается.

4.Цепь ведется от источника тока, но подключается источник тока в

последнюю очередь. При разработке схемы прежде всего отключается

источник тока.

5.Если ток постоянный и нуль шкалы измерительного прибора не на

середине ее, а слева, то «минус» источника соединяется с «минусом»

прибора, который всегда находится на левой стороне крышки.

6.Все реостаты, включаемые в цепь должны быть установлены на

максимум сопротивления.

7.Потенциометры устанавливаются на нуль подаваемого в контур

напряжения.

8.Все ключи и коммутаторы при сборке цепи должны быть разомкнуты.

9.Замыкать ток без проверки схемы преподавателем или лаборантом

категорически запрещается.

10.Ток замыкают только во время отсчетов.

Для соблюдения техники безопасности при работе с электрическими схемами следует:

1.Не включать рубильники и вилки без разрешения преподавателя или

лаборанта.

2.Не включать схему под напряжением без предварительной проверки ее

преподавателем или лаборантом.

3.Не производить переключение схем, находящихся под напряжением.

4.Не прикасаться к неизолированным частям схемы.

5.Не оставлять без наблюдения схему, находящуюся под напряжением.

Измерения и обработка результатов измерений

1.Познакомиться с приборами, находящимися на лабораторном столе.

2.По формулам (1) и (2) вычислить чувствительность и цену деления

каждого прибора. Для многопредельных приборов определяют по

формуле (4) переводные коэффициенты для всех диапазонов.

3.По классу точности и формуле (3) определить абсолютную

погрешность прибора. Данные каждого прибора занести в таблицу 2

(название, система, класс точности и т.д.). Таблица 2

Название прибора	Система	Класс точности	Чувствительность, S	Цена деления, С	Абсолютная погрешность

Контрольные вопросы

 

1.По каким признакам классифицируются электроизмерительные

приборы?

2.Основные системы, используемые в электроизмерительных приборах,

принцип их действия и предназначения.

3.Как расширить пределы измерений электроизмерительных приборов

(амперметра, вольтметра) с помощью вспомогательных электрических

приборов (шунта, добавочного сопротивления)?

4.Какими вспомогательными приборами можно изменить силу тока или

напряжение в цепи?

5.Правила техники безопасности при работе с электрическими схемами.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5.1.2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

 

Ц е л ь р а б о т ы: исследование зависимости сопротивления от длины проводника.

П р и б о р ы: прибор FPM -01, штангенциркуль, микрометр.

Т е о р и я м е т о д а

Немецкий физик Г.Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока I, текущего по однородному (в смысле отсутствия сторонних сил) металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на концах проводника

Коэффициент пропорциональности называется электрическим сопротивлением проводника - [ Ом ]- равный сопротивлению проводника, в котором при напряжении 1В течет ток силой 1А.

Величина называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости – сименс (См).

1См – проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от свойств материала, из которого он изготовлен. Для цилиндрического проводника сопротивление

где l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения,

r - коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется удельным электрическим сопротивлением.

Единица удельного электрического сопротивления – ом-метр (Ом·м).

Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро

(1,6·10^-9 Ом·м) и медь (1,7·10^-8 Ом·м). На практике наряду с медными применяются алюминиевые провода (2,6·10^-8 Ом·м), обладающие меньшей плотностью по сравнению с медью.

Экспериментально доказано, что с увеличением температуры удельное сопротивление металлических проводников, а следовательно, и сопротивление возрастает по закону

ρ = ρ₀(1 + αt),

R = R₀(1 + αt)

где ρ₀ и ρ - удельные сопротивления

R₀ и R - сопротивления проводника соответственно при 0⁰С и t⁰С

α – температурный коэффициент сопротивления. Для чистых металлов, при не очень низких температурах, температурный коэффициент близок к 1/273 град^-1.

Эти соотношения носят приближенный характер и не оправдываются ни при высоких, ни при очень низких температурах. При очень низких температурах, порядка 1-10К, некоторые металлы и сплавы скачком полностью утрачивают сопротивление. Это явление называется сверхпроводимостью.

Чтобы определить ρ, необходимо измерить электрическое сопротивление R отрезка проволоки, его длину l и площадь поперечного сечения S

Для цилиндрических проводников . Подставив это выражение в (5), получим расчетную формулу для определения удельного сопротивления