Электр және магнетизм пәНӘнен зертханалық ЖӘне студиялық сабақтарды орындаудың НҰСҚаулығЫ
жүктеу/скачать 1,44 Mb.
|
Электр және магнетизм пәнінен лабораториялық жұмыстар (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Пысықтау сұрақтары
- Жұмыстың мақсаты
- Теориядан қысқаша мағлұматтар
| Жұмыстың орындалу тәртібі.
1-тапсырма. а) Миллиамперметрдің бетіндегі шартты белгілеулерді жазып алыңыздар. ә) Шартты белгілеулер бойынша құралдың техникалык сипаттамасын құрыңыздар, оған кіретіндер: құрал қай системаға жатады, ток бойынша өлшеу шегі, ішкі кедергісі, дәлдік класы. б) Берілген миллиамперметрдің қалай пайдалану шарттарын анықтаңдар: құралмен қандай токты өлшеуге болады, жұмыс кезінде қалай қойылады, изоляциясын тесіп өтетін кернеуі қанша, шкаласының құны неге тең. 2-тапсырма. Техникалық сипаттамасының негізінде берілген өткізгіштен миллиамперметрдің өлшейтін тоғының шекті мәнін n есе (оқытушының тапсырмасы бойынша) арттыратын шунтты есептеп, миллиамперметрге параллель қосыңыздар. 3-тапсырма. Шунтталған миллиамперметрді I, ІІ-әдістермен градуирлеңіздер. 4-тапсырма. Шунт қосып қайта құрылған амперметрдің техникалық паспортын жазыңыздар, онда көрсетілетіні: өлшеу шегі, ішкі кедергісі, шкаланың соңы үшін градуирлеудің шекті салыстырмалы қатесі. Пысықтау сұрақтары1. (5) формуланы қорытыңыздар. 2. Дайындалған амперметрді қалай градуирлеуге болады? Лабораториялық жұмыс №2. КӨПІРЛЕР СХЕМАСЫ ӘДІСІМЕН КЕДЕРГІЛЕРДІ ӨЛШЕУ Құралдар мен жабдықтар: реохорд, кедергілер магазині, нөлдік гальванометр, тұрақты ток көзі, кілт, өлшенетін кедергілер, зуммер, телефон, электролит, сыйымдылықтар магазині, конденсатор. Жұмыстың мақсаты: көпірлер схемасы әдісімен белгісіз кедергілерді өлшеп үйрену. Жұмысқа жіберілер алдында студенттердің білуге тиісті сұрақтары: 1. Өткізгіштің омдық кедергісі деген не? 2. Өткізгіштің кедергісі қандай шамаларға тәуелді? 3. Параллель және тізбектей қосылған өткізгіштердің жалпы кедергісінің формуласын жазыңыздар. 4. Көпірлер схемасының принципі қандай? 5. Көпірлер схемасының қандай түрлері бар? Теориядан қысқаша мағлұматтар 1. Электр өрісінде өткізгіштердегі еркін электрондар кристалдық решетканың түйіндерінің арасында бағытталған қозғалысқа келеді. Осындай электрондардың бағытталған қозғалысы электр тоғы деп аталады. Металдардағы еркін электрондар реттеліп қозғалғанда жолында кеңістік решеткасының иондарымен соқтығысады да, соның салдарынан олардың қозғалысы үздіксіз тежеліп отырады. Бұл тежелудің салдарынан өткізгіштің омдық кедергісі пайда болады. Өткізгіштің кедергісі өткізгіштің материалына, оның ұзындығына және S көлденең қимасының ауданында тәуелді: (1) мұндағы - өткізгіштің меншікті кедергісі. Кедергінің бірлігін Ом заңы бойынша табуға болады: Бір Ом үшін ұштарындағы потенциал айырымы 1 B, бойымен 1 А ток өтетін өткізгіштің кедергісі алынады. 2. Өткізгіштердің кедергісін өлшеудің әр түрлі әдістері бар. Солардың біреуі - көпірлер схемасы әдісі. Бұл өте дәл әдіс (10-3-10-4)% және лабораториялық практикада жиі қолданылады. Электрлік көпірлер схемасы деп тұйық төртбұрыш кедергілерден тұратын (21-сурет) схеманы айтады. 21-сурет
Өлшенетін Rx кедергі және Ro, R1, R2 кедергілер тұйық AСBD төртбұрыш құрай жалғанады. Төртбұрыштың бір диагоналына G гальванометр (осы участок көпір болып есептеледі), ал екінші диагоналына тұрақты ток көзі жалғанады. К кілтпен тұйықтағанда гальванометр CD тізбегінде ток барын көрсетеді. Ro, R1, R2 кедергілері, С мен D нүктелерінің потенциалдары тең болатындай етіп іріктеп алынса, онда гальванометрдің тізбегінде ток болмайды (G гальванометрдің стрелкасы нөлде тұрады). Осы жағдайда төмендегідей қатынастар орындалады:
Егер С және D түйіндері үшін Кирхгофтың бірінші ережесін қолдансақ, онда: (4) (2)-ші теңдеуді (3)-ге бөліп: (4)қатынасты ескерсек, осыдан (5) 3. Практикада Ro кедергі ретінде эталондық кедергілер магазині алынады. Ал R1, R2 ретінде А нүктесінен В нүктесіне дейін масштабты сызғыштың бойына керілген калибрленген сым алынады. Масштабты сызғышы және соның бойында керілген калибрленген сымы бар құрал - реохорд деп аталады (22-сурет). 22-сурет. G гальванометрмен жалғасқан жылжымалы контакт D реохорд өткізгішінің бойымен орын ауыстырады. Сол контакт реохордтың өткізгішін ұзындықтары және екі бөлікке бөледі. Реохордтың өткізгіші біртекті және калибрлі болғандықтан AD-R1 және DB-R2 аралықтары кедергілерінің қатынастары мынадай болады: (6) (6)-ны (5)-ке қойсақ, шығатыны: (7) мұндағы және - С мен D нүктелерінің потенциалдары тең болған кезде реохорд иіндерінің ұзындықтары. (7) формула көпірлер схемасының негізгі формуласы болып табылады. 4. Көпірлер схемасының түрі көп, соның ішінен біздердің қарастыратынымыз: а) Уитстон көпірі, ә) Томсон көпірі, б) Кольрауш көпірі, в) Манс көпірі. а) Уитстон көпірі. Уитстон көпірі бірінші текті өткізгіштердің кедергісін өлшеу үшін қолданылады. Уитстон көпірі схемасының 21-суреттен айырмасы - оның CD диагоналындағы гальванометр және жылжымалы D контакты К2 кілті арқылы жалғанады (22-сурет). Гальванометр өте сезімтал құрал, оны артық ток беруден сақтау керек, сондықтан өте қысқа уақытқа қосылатын К2 контактілік (төбесінен түртіп қана қалатын) кілтпен пайдаланады. Ro кедергіні өзгерте отырып және D контактыны оңға-солға орын ауыстыру арқылы С мен D нүктелерінің потенциалын теңгеру қамтамасыз етіледі. Бұл теңгерілу орындалғанда CD диагональдағы ток нөлге тең болады. Осы шарттарда (7) теңдік орындалады: ә) Томсон көпірі. Томсон көпірі гальванометрдің ішкі кедергісін өлшеу үшін қолданылады. Томсон көпірінің Уитстон көпірінен біраз айырмасы бар. Мұнда ішкі кедергісі өлшенетін гальванометр AC иініне жалғанады, ток көзі гальванометр жанып кетпес үшін потенциометр арқылы қосылады (23-сурет). Потенциометрдің көмегімен гальванометрге қауіпсіз (гальванометрдің стрелкасы шкаласынан шығып кетпеу керек) ток тағайындалады, сосын Ro кедергіні өзгертіп және D жылжығышты қозғау арқылы С мен D нүктелеріндегі потенциалдарды теңгереді. Потенциалдар теңгерілгенде CD диагоналындағы токтың нөл болғанын, К2 кілтті ажыратып-қосқанда гальванометрдің көрсетуі өзгермей қалғанынан көруге болады. С мен D нүктелерінің потенциалдары теңелгенде (7) теңдік орындалады: 23-сурет. б) Кольрауш көпірі. Кольрауш көпірі электролиттер мен Гальвани элементтерінің кедергілерін өлшеу үшін қолданылады. Кольрауш көпірі Уитстон көпірі тәрізді тұрақты токпен жалғанса, онда электродтардың поляризациялануы және электролиттердің реакцияға ұшырауы мүмкін. Сондықтан Кольрауш көпірін айнымалы токпен қоректендіреді (24-сурет). 24-сурет
в) Манс көпірі. Манс көпірі конденсаторлардың сыйымдылықтарын өлшеу үшін қолданылады. Манс көпірінде Кольрауш көпіріндегі кедергілердің орнына Сх - белгісіз және С0 - эталондық сыйымдылықтар жалғанады. Сондықтан да бұл көпірлердің айырмашылығы жоқ деп айтуға болады. Конденсатор тек айнымалы ток өткізетін болғандықтан, айнымалы кернеу беріледі (25-сурет). 25-сурет
бірақ Сонда: немесе жүктеу/скачать 1,44 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|