Механика зертханалық жұмыстарды орындауға методикалық нұсқаулар

v

v

v







1

2

3

Ор

Бақылау сұрақтары

1.

Нониус не үшін қажет?

2.

Нониустың дәлдігін қалай анықтайды?

3.

Бөлік саны 50-ге тең барабанның бөлік құны?

4.

Қандай   өлшеулер   тура   және   жанама   деп

аталады?

5.

Тура   өлшеу   кезінде   абсолют   қателікті   қалай

анықтайды?

6.

Тура   немесе   жанама   өлшеулерді   жүргізгенде

салыстырмалы қателікті қалай анықтайды?

№ 12 Зертханалық жұмыс.Өткізгіштердің 

кедергісін оның геометриялық өлшемдері 

бойынша анықтау

Жұмыстың   мақсаты: 

денелердің   сызықты

өлшемдерін штангенциркуль мен микрометр көмегімен

өлшеуді және өлшеудің нәтижелерін өңдеуді үйрену.

Теориялық кіріспе

Денелердің   сызықты   өлшемдерін   берілген

дәлдікпен   өлшеу   көптеген   экспериментальдық

есептерді шешуге қажетті. 

Осы жұмыста өткізгіштің кедергісін, оның сызықты

өлшемдері бойынша, келесі формуламен анықталады  

                                           

S

l

R





(1)

мұндағы

18

R

-   өткізгіштің   еркін   зарядтарының   реттелген

қозғалысының жылдамдығын азайту, яғни өткізгіштегі

ток   күшін   шектеу   қасиетін   сипаттайтын   өткізгіштің

кедергісі;



- сан-мәні бойынша ұзындығы 1 м және көлденең

қимасының ауданы 1 м

2  

–қа тең өткізгіштің кедергісіне

сәйкес   келетін,   сол   заттан     жасалған,   өткізгіштің

меншікті кедергісі (БХЖ-де меншікті кедергі Ом

.

 м- мен

өлшенеді); 

l

-өткізгіштің ұзындығы;

S

-өткізгіштің көлденең қимасының ауданы.

Егер өткізгіш цилиндр тәріздес формаға (қалыпқа)

ие   болса,   онда   кедергіні   келесі   формула   арқылы

анықтауға болады

                                     

2

4

D

l

R







,  себебі  

4

2

D

S





(2)

мұндағы D – өткізгіштің диаметрі.

Жұмыс   өткізгіштің   ұзындығы   мен   диаметрін

өлшеуден   құралады.   Сызықты   өлшеулердің   дәлдігі

сызықты   нониусты   және   микрометрлік   бұранданы

қолдану кезінде артады.

Сызықты     нониус  өлшеудің   дәлдігін   10-20   есе

арттыруға   мүмкіндік   туғызатын,   қалыпты   масштабқа

толықтыруды   нониус   деп   атайды.     Сызықты   нониус

дегеніміз   масштаб   деп   аталатын   үлкен   сызғыштың

бойымен қозғала (жылжи) алатын бөліктері бар кішкене

сызғыш.   Әдетте,   нониустағы   бөліктен   нониустың   бір

бөлігі  

m

m

m

1

1

1







  масштаб   бөлігін   құрайтындай   етіп

(жасалады) сызылады, мұндағы m – нониустың бөліктер

саны.   Сондықтан, нониусты қолданып, масштабтың ең

кіші   бөлігіне   дейінгі   дәлдікпен   өлшеулерді   жүргізуге

болады. 

Айталық   нониустың   көршілес   штрихтарының

арақашықтығы   –

 l,   ал   масштабтың   көршілес

штрихтарының арақашықтығы у болсын (12.1сурет). 

19

1 сурет

Онда 

m

у

у

х





 және 





у

m

mx

1





(3)

болады.

m

у

х

у

х









 шамасы нониустың дәлдігі деп аталады.

Ол   нониустың   максималды   қателігін   анықтайды.

Масштабтың жеткілікті кіші бөліктерінде нониустың бір

бөлігі масштаб бөлігінің біреуіне сәйкес келеді. Нониус

бойынша   өлшеу   көздің   осы   сәйкестікті   белгілеу

(анықтау) қабілетіне негізделген. 

Сызықты   нониус   көмегімен   өлшеу   үрдісін

(процесін) қарастырайық (12.2 сурет).

12.2 сурет

айталық,  L  –   өлшенетін   кесіндінің   ұзындығы

болсын.   Кесіндінің   бір   басына   негізгі   масштабтың

нөлдік   бөлігін   келтірейік.   Ал   екінші   ұшы   осы

масштабтың   К-сыншы   және   (К+1)-ші   бөліктерінің

аралығында болсын делік.  Онда 

L

Кy

L







(4)

20

х

y

0

5

L

L



K

K+1

n

0

K+n

деп   жазуға   болады,   мұндағы  

L



-   масштабтың  К-

сыншы бөлігінің, әзірше, белгісіз үлесі (доля). 

Енді,   нониустың   нөлі   кесіндінің   соңына   сәйкес

келетіндей   етіп   нониусты   орнатамыз.     Нониустың

бөліктері   масштаб   бөліктеріне   тең   болмағандықтан,

міндетті түрде, масштабтың (К+1)-ші бөлігіне неғұрлым

жақын   орналасқан   бөлік   табылады.   12.2   суретте

көрсетілгендей





x

n

x

y

n

nx

ny

L















(5)

және, солай болғандықтан

  

m

y

n

Ky

L





(6)

Нәтижені   келесі   түрде   тұжырымдауға   болады:

нониустың   көмегімен   өлшенетін   кесіндінің   ұзындығы

масштабтың   толық   бөліктерінің   санына   масштабтың

әлдебір   бөлігімен   нониустың   сәйкес   келетін   бөлігінің

нөмірін   нониустың   дәлдігіне   көбейтіп   қосқанға   тең

болады. 

Микрометрлік   бұранда  бұл   бұранданың   бүкіл

ұзындығына   қадамы   (бұранданы   бір   айналымға

бұрғанда   оның   ұшының   қозғалысының   шамасы)

тұрақты   болатын   бұранда.   Өлшеулерді   жүргізу

мақсатында   микрометрлік   бұранды   дабыл   не   дағыра

(барабан)   деп   аталатын   бөліктері   бар   ерекше   баспен

(бүркеншекпен,   орысша   головка)   жабдықталған.   Егер

дағырада   бірқалыпты  n  бөлік   белгіленсе,   онда   бір

бөлікке   бұру   кезінде   бұранда   ілгерілмелі    

n

h

  мм-ге

ығысады.  

n

h

  шамасы микрометрлік бұранданың дәлдігі

болып   табылады.   Дағырдың   бір   айналымнан   аз

бұрылысы   кезіндегі   ығысуы   бұранданың  

n

h

  дәлдігін

дағырдың   бұрылған   бөлігінің   санына   көбейту   арқылы

анықталады.                     

21

Микрометрлік   бұрандалы   аспаппен   өлшенген

денелердің өлшемдерінің өлшеу дәлдігі 0,01-0,005 мм.

Микрометрлік

 

бұрандалар

 

микрометрлерді

құрастырғанда қолданылады. 

 

Зертханалық қондырғы және өлшеу әдісі

Штангенциркуль  –   біреуі   сызғышпен   бекітілген,

ал екіншісі сызғыш бойымен еркін қозғала алатын екі

аяғы   бар   металл   сызғыштан   тұратын   өлшеу   құралы

(12.3   сурет).   Қысқыш   бұрандалы   жабдықталған

қозғалмалы   аяғында   нониус   орнатылған.   Аспаптың

нөлдік   көрсеткіші   кезінде   нониус   нөлі   негізгі   шкала   -

масштаб   нөліне   сәйкес   келеді.   Өлшенетін   объект

штангенциркульдің   қозғалмайтын   және   нониус-

бұрандамен бекітіледі. 

Негізгі   шкала   бойынша   денемен   алынатын   бүтін

бөліктердің санын анықтап, негізгі шкаланың қандайда

бір   бөлігіне   неғұрлым   жақын   орналасқан   нониустың

бөлігінің   нөмірін   белгілеп   алып,   (3)   формула  бойынша

объекттің өлшемдерін анықтайды. 

12.3   суретте   келтірілген   мысалдағы   дененің

өлшемі, көрсетулерге қарағанда мынаған тең L=1+K.

                                           

Микрометр  –   шомбал металды құлақ (массивная

металлическая   скоба)  (12.4  сурет).  Ол   келесілерден

құралады:   қозғалмайтын   тірек  «а»,   микрометрлік

бұранда  «б»;   сызықты   шкала  «в»,   ол   жоғарғы   және

22

0 1

б

а

в

0 2

0,24

г

К

    

12.3 

сурет

12.4 сурет

төменгі   болып   бөлінеді,   сонымен   бірге   жоғарғы

бөліктер төменгі бөліктерді қақ ортасына бөледі. 

12.4   суретте   дағырында   50   бөлігі   бар

бұрандасының   қадамы   0,5   мм   болатын   микрометр

көрсетілген.   Дағырдан   солға   қарай   2   толық  және   0,5

бөлік   анық   көрініп   тұр,   сондықтан,   объекттің   өлшемі

келесідей болады

2 мм +0,5 мм + 0,24 мм = 2,74 мм    

(7)

Өлшеніп   отырған   денені   бірқалыпты   қыспау

қателердің   басты   көз   болып   табылады.   Осы   қателікті

жою   үшін   микрометр   қатты   қысуды   болдырмайтын

тетікпен   жабдықталған.   Мұндай   тетіктердің   жұмысы

бұранда   стержені   мен   бұранданы   бұратын  «г»  бас

(головка), арасындағы үйкеліске негізделген. Қысылған

кезде әлсін шерту естіледі. Осы шертуден кейін «г» өзі

ғана бос сатыры естіледі де айнала береді. Осы кезде

дағырға тиісуге болмайды.

Жұмысты орындау тәртібі:

1) өткізгіштің  l  ұзындығын   штангенциркульмен,  D

диаметрін микрометрмен кем дегенде бес рет өлшейді;

2) осы   шамалардың   арифметикалық   орташаларын

есептейді

n

li

l

n

1

i







            

n

D

D

n

1

i

i







(8)

3) өлшеулердің  n  санына  



=0,95 сенімділікте  t(n)

Стьюдент коэффициентін қолдана отырып 

l



 және 

D



абсолют   қателіктерді   келесі   формулалар   бойынша

анықтайды   

23





)

1

(

)

(

1

2













n

n

D

D

n

t

D

n

i

i

   және   









1

)

(

1

2













n

n

l

l

n

t

l

n

i

i

(9)

4) өткізгіштің кедергісінің орташа мәнін есептейді

2

4

D

l

R







   және -дің сандық мәндерін ең дәл емес 

көбейткіштің санынан бір цифрға көп болатындай етіп 

дөңгелектейді. 

5) тікелей   өлшеулердің   қателіктері   бойынша

кедергінің   салыстырмалы

 



және   абсолют

 

R



қателіктерін есептейді









R

R



      және       

2

2

2













































D

D

l

l

R

R



(10)

6) өлшеулер   мен   есептеулердің   нәтижелерін

төмендегі кестеге енгізеді

l

i

 , м





2

i

l

l 

м

l



 м

D

i 

 

м





2

i

D

D 

м

D



м

R

,

Ом

R





, %

7) соңғы нәтижені төмендегідей сенімділік 

интервалы түрінде. 

)

(

R

R

R











Ом

(11)

20

0

С 

температура   кезіндегі

меншікті кедергі 10

-8

Ом

.

м

Алюминий

2,53812

Мыс 

1,72353

Жез 

7,21581

жүктеу/скачать 0,51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: