Рассчитать показания вольтметра: найти показание вольтметра

найти показание вольтметра

Физика
Специальный поиск
Физика Теория вероятностей и мат. статистика Гидравлика Теор. механика Прикладн. механика Химия Электроника Витамины для ума	Главная Поиск по сайту Формулы Все задачи Помощь Контакты Билеты
	найти показание вольтметра Задача 10909 На зажимы цепи, изображенной на рисунке, подается переменное напряжение с действующим значением U = 220 В и частотой ν = 50 Гц. Активное сопротивление цепи R = 22 Ом, индуктивность L = 318 мГн. Емкость цепи подбирается так, чтобы показание вольтметра, включенного параллельно катушке индуктивности, стало максимальным. Найти показания вольтметра U1 и амперметра I в этих условиях. Полным сопротивлением амперметра и током через вольтметр можно пренебречь. Решение Задача 15302 Батареи имеют э.д.с. ε1 = ε2 = 110 В, сопротивления R1 = R2 = 0,2 кОм, сопротивление вольтметра RV = 1 кОм. Найти показание вольтметра. Решение Задача 13910 Амперметр и вольтметр подключили последовательно к батарее с ЭДС 6 В. Если параллельно вольтметру подключить некоторое сопротивление, то показания вольтметра уменьшатся в 2 раза, а показания амперметра во столько же раз увеличатся. Найти показания вольтметра после подключения сопротивления. Решение Задача 15865 В схеме рис. 7 R1 = R2 = R4 = 200 Ом; R3 = 300 Ом; R5 = 100 Ом; R6 = 400 Ом; ЭДС батареи ε = 100 В; внутреннее сопротивление r = 50 Ом. Между точками, указанными в табл. (с.42), включены вольтметр (первая пара точек) с сопротивлением 1000 Ом и сопротивление R7 = 500 Ом (вторая пара точек). Найти показания вольтметра, ток через сопротивление R7 и мощность, выделяемую на сопротивлении R5. Первая цифра варианта указывает номер столбца, вторая — номер строки. Точки ВК и ВД. Решение Задача 17761 В схеме рис.7 R1 = R2 = R4 = 200 Ом; R3 = 300 Ом; R5 = 100 Ом; R6 = 400 Ом; ЭДС батареи ε = 100 В; внутреннее сопротивление r = 50 Ом. Между точками, указанными в табл. (с.42), включены вольтметр (первая пара точек) с сопротивлением 1000 Ом и сопротивление R7 = 500 Ом (вторая пара точек). Найти показания вольтметра, ток через сопротивление R7 и мощность, выделяемую на сопротивлении R5. Первая цифра варианта указывает номер столбца, вторая — номер строки. Точки АМ и АК. Решение

Сделать выводы из полученных результатов.

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА № 5

ИЗМЕРение
ЭДС и ОПРЕДЕЛЕНИЕ

внутреннего
сопротивления источника тока

Цель
работы:
Измерить ЭДС источника постоянного
тока и рассчитать внутреннее сопротивление.

Оборудование:
источник
постоянного тока, амперметр, вольтметр,
реостат,
ключ, соединительные провода.

При
разомкнутой цепи ЭДС источника равна
напряжению на внешней цепи.
В работе источник тока замкнут на
вольтметр, сопротивление которого
должно
быть много больше внутреннего сопротивления
источника тока. Так как
сопротивление источника мало, то можно
использовать школьный вольтметр
со шкалой 0-6 В и сопротивлением R_В
=
900 Ом. При этом отличие 
от
U
не
будет превышать десятых долей процента.

Внутреннее
сопротивление источника тока можно
определить, сняв показания
амперметра и вольтметра при замкнутой
цепи. Из закона Ома для полной цепи
I
=
получаем =
IR+Ir,
где IR=U.
Следовательно
Ir
= 
—
U.
Получаем:
r
=
.

Выполнение
работы:

1. Определить
   цену наименьшего деления электроизмерительных
   приборов и записать в отчете.

2. Собрать
   цепь согласно изображенной схеме, взяв
   сопротивление реостата
   максимальным.

3. Измерить
   ЭДС источника тока.

4. После
   проверки цепи преподавателем замкнуть
   её ключом.

3. Измерить
   силу тока и напряжения 3 раза при разном
   сопротивлении
   реостата.
   Вычислить 3 значения внутреннего
   сопротивления источника тока. Определить
   среднее значение этого сопротивления.

3. Результаты
   измерений и вычислений записать в
   таблицу.

 В	U1 B	I1 A	r1 Ом	U2 B	I2 A	r1 Ом	U3 B	I3 A	r3 Ом	rср Ом

7.
Под таблицей записать вычисления. В
конце отчета записать окончательные
результаты работы.

Контрольные
вопросы:

1.Почему
показания вольтметра при разомкнутом
ключе и замкнутом
различны?

2.Как
повысить точность измерения ЭДС источника
тока?

Лабораторная
работа № 6

Определение
электроемкости конденсатора

Цель
работы:
приобретение
практических навыков определения
емкости конденсатора с помощью
микроамперметра.
Приобретение практических навыков
определения индуктивности катушки с
помощью вольтметра-амперметра.

Оборудование:

1. конденсаторы
   известной емкости;

2. конденсаторы
   неизвестной емкости;

3. микроамперметр
   на 100 мкА;

4. источник
   электропитания для практикума;

5. переключатель
   однополюсный;

6. соединительные
   провода.

Если
заряжать конденсатор постоянной емкости
до одного и того же напряжения,
а затем разрядить через микроамперметр,
то стрелка прибора всякий раз будет
отклоняться на одно и тоже число делений.

Если
же заряжать до этого же напряжения
конденсатор другой емкости и затем
разрядить через микроамперметр, то
отклонение стрелки будет иным.

Имея
конденсаторы разной емкости, можно
убедиться, что отклонение стрелки
индикатора «n»
пропорционально емкости конденсатора,
т.е. С = К·n.

Отсюда
можно определить коэффициент
пропорциональности.

Зная
значение коэффициента и, проделав опыт
с конденсатором неизвестной
емкости, можно определить его емкость
по отклонению стрелки прибора.

Выполнение
работы.

1. Собрать
   электрическую цепь по схеме, изображенной
   на рис., включив в нее конденсатор
   известной емкости и однополюсной
   переключатель.

2.
Установив на источнике постоянное
напряжение (величину его указывает
преподаватель), зарядить конденсатор.
Для этого нужно соединить переключателем
цепь с источником тока. Затем, сосредоточив
внимание на стрелке прибора, быстрым
движением переключатель замкнуть
конденсатор на прибор и заметить по
шкале максимальное число делений
«п»(отброс) отклонения стрелки прибора.

Опыт
повторить 3 раза, измерив отклонения
стрелки n₁,
n₂,
n₃.
Вычислить среднее отклонение стрелки
для этого конденсатора:

n_1cр=

и определить коэффициент пропорциональности
К₁=
.

3.
Аналогично проделать опыт с конденсатором
другой известной емкости и вычислить
коэффициент пропорциональности К₂=

.

4.
По полученным данным вычислить среднее
значение коэффициента пропорциональности,
К_ср=

Результаты
измерений записать в таблицу 1.

Таблица
1

№	Электроемкость С мкФ	Отклонение стрелки
		n1	n2	n3	nср
1
2

Под
таблицей записать формулы для вычисления
коэффициентов пропорциональности K₁,
К₂,
К_ср
и сами вычисления их.

5.
В измерительной цепи заменить конденсатор
на конденсатор неизвестной емкости С_х
и трижды определить, на сколько делений
n₁,
n₂,
n₃
стрелка отклоняется в этом случае.

6.
Вычислить среднее отклонение стрелки
прибора:

n_хcр=

.

7. Вычислить
   электроемкость конденсатора Сх по
   формуле: С_х=
   К_срn_хср

Результаты
измерений и вычислений для конденсатора
неизвестной емкости записать в таблицу
2.

Таблица 2

nх1	nх2	nх3	nхср	Сх мкФ

Контрольные
вопросы:

1. От
чего зависит электроемкость плоского
конденсатора?

2. Каков
физический смысл коэффициента
пропорциональности?

Лабораторная
работа № 7

ИЗМЕРение
индуктивности катушки

по
её сопротивлению переменному току

Цель
работы:
приобрести практические навыки
определения индуктивности катушки с
помощью вольтметра — амперметра.

Оборудование:

1. катушка
   дроссельная;

2. источник
   электропитания для практикума;

3. вольтметр
   переменного тока;

4. миллиамперметр
   переменного тока;

5. ключ;

6. соединительные
   провода.

Один
из способов определения индуктивности
катушки основан на том, что проволочная
катушка, включенная в цепь переменного
тока, кроме активного сопротивления R,
определяемого материалом, размерами и
температурой проволоки, создает
дополнительное сопротивление X_l,
называемое
индуктивным. Числовое значение этого
сопротивления пропорционально
индуктивности L
и частоте колебаний электрического
тока v,
т.е. X_l=2vL
(1)

В
случае, когда R
мало в сравнении с X_l,
то
значением R
можно пренебречь. Тогда L
будет приближенно равно: L=
(2)

По
закону Ома: ^Х_L<sup>=

(3)</sup>

Следовательно,
чтобы определить индуктивность катушки,
необходимо измерить напряжение на
зажимах катушки, силу тока в ней и знать
частоту переменного тока. Частота v
= 50 Гц.

Выполнение
работы:

1.
Соберите цепь по схеме, изображенной
на рисунке. Для этого последовательно
соедините катушку (большое число витков),
миллиамперметр, ключ и источник
переменного тока (зажимы источника
электропитания с обозначением «~»).
Параллельно катушке подключите вольтметр
переменного тока.

3. После
   проверки электрической цепи преподавателем
   замкните ключом цепь и измерьте силу
   тока при трех разных напряжениях.
   Результаты измерений занесите в таблицу.

U, B
I, мА
Xl, kOm
L, мГн

4.
Считая, что сопротивление катушки
переменному току является чисто
индуктивным X_l
из-за
малости ее активного сопротивления,
вычислить три значения индуктивного
сопротивления катушки Х_L1,
X_l2
и X_L3,
по
формуле (3).

5.
Используя формулу (2), вычислить три
значения индуктивности катушки и
определить среднее значение индуктивности,

L_ср
=

.
Все вычисления записать под таблицей.

Контрольные
вопросы:

1. Почему
   для постоянного тока катушка имеет
   малое сопротивление, а для переменного
   — большое?

2. Почему
   индуктивное сопротивление катушки
   возрастает при внесении в нее железного
   сердечника?

3. Как
   будет изменяться индуктивное сопротивление
   катушки, если увеличится частота
   переменного тока?

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА № 8

Изучение
резонанса в электрическом колебательном
контуре

с
помощью высокочастотного генератора

Цель
работы:

1.
Проследить за изменением напряжения в
колебательном контуре при вынужденных
колебаниях в нем вблизи резонанса и при
резонансе в зависимости от частоты
генератора и параметров контура.

2.
Построить
графики зависимости напряжения: а) от
емкости колебательного
контура при постоянной частоте генератора;
б) от частоты генератора при
постоянной емкости контура.

Оборудование:
комплект
приборов для изучения резонанса в
электрическом колебательном контуре,
вольтметр лабораторный до 6 В, диод на
панели, соединительные
провода.

Установка
для работы состоит из блока питания 1
(рис. 1), высокочастотного
генератора 2 и колебательного контура
3. При индуктивной связи между катушками
колебательного контура и генератора в
контуре возникают вынужденные
электромагнитные колебания. Наличие
их в контуре фиксируется показаниями
вольтметра, подсоединенного к контуру.

Рис.
1

Для
осуществления индуктивной связи катушку
контура перемещением рычага 4 вправо
вдвигают внутрь катушки генератора.
Частоту колебаний генератора можно
изменять ручкой 6 от 0,7 МГц до 1,4 МГц. С
помощью ручки 5 можно
изменять емкость контура, а следовательно,
и частоту собственных колебаний
контура.

Если
частота колебаний генератора значительно
отличается от собственной
частоты контура, то показания вольтметра
будут малы. По мере приближения частоты
генератора к собственной частоте
контура, эти показания будут возрастать,
и при равенстве частот достигнут
максимального значения.

Выполнение
работы:

Voltage — Расчет показаний вольтметра

спросил
4 года, 4 месяца назад

Изменено
4 года, 4 месяца назад

Просмотрено
16 тысяч раз

\$\начало группы\$

В предисловии хочу сказать, что я новичок в этом.

Данная ЭДС E = 9 В , и что оба сопротивления равны, R = 1 кОм , рассчитайте показания вольтметра, если внутреннее сопротивление вольтметра равно Rv = 10 кОм .

До сих пор я рассчитал E * R2 / (R1 + R2) , что дало мне результат 4,5 В .

Но я не уверен, как применить внутреннее сопротивление 10k Ом. Как это влияет на конечный результат?

• напряжение
• измерение напряжения
• ЭДС
• Вольтметр

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Перечислите, что вы знаете из задачи

 E = 9 В
R1 = R2 = R = 1 кОм
Rв = 10 кОм
 

Может помочь перерисовать схему, чтобы было понятнее, что вы о ней думаете.

Примените удобную формулу для двух параллельных резисторов

 Rv x R2 10 x 1 10
Rp = ------- = ------ = -- кОм
     Рв + Р2 10 + 1 11
 

Упрощенная схема теперь состоит из двух последовательных резисторов.

^{смоделируйте эту схему – схема создана с помощью CircuitLab}

Примените правило деления напряжения

 Rp 10 / 11 10 / 11 10 30
Ep = E ------- = 9 --------------- = 9 --------- = 9 ---- = ---- ~ 4,3 В
       Р1 + Рп 1 + (10/11) 21/11 21 7
 

Ep будет тем, что покажет вольтметр (V). Это в пределах 95% от того, что теория предсказывает, идеализированный вольтметр (∞Ω) измерил бы (4,5 В). Что неплохо, учитывая, что сопротивление вольтметра всего в 10 раз превышает сопротивление резисторов.

Вы можете проверить эти результаты на удобных сайтах Circuit Lab:

^{имитация этой схемы}

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

резисторов — запутанные показания вольтметра в задаче параллельной цепи постоянного тока

Напряжение — это мера «разности электрических потенциалов» между двумя точками. Это аналогично разнице высот между двумя точками: вы помещаете конец рулетки в одну точку (ваш эталон) и измеряете расстояние до другой. Обычной практикой является использование стандартной точки отсчета, такой как уровень земли или моря.

Стандартное соглашение о компоновке схемы немного облегчает понимание. Мы рисуем цепи с самым высоким потенциалом (напряжением) вверху и с самым низким внизу. Также обычной практикой является добавление точки заземления в цепь независимо от того, подключена она к реальной земле или нет. Все напряжения могут быть отнесены к этой точке. Теперь, используя ссылку, мы можем сказать, что «C находится на уровне 6 В относительно земли».

Теперь должно быть ясно, что если A на 4,5 В выше земли, а C на 6 В выше земли, то C на 1,5 В выше, чем B.

Кто-нибудь может сказать мне, что происходит? Куда идет электричество в ответ на вопрос 3?

Поскольку ваш мультиметр имеет очень высокое входное сопротивление, ток от B к C почти не течет — мы измеряем только разницу в напряжении. Если бы протекал ток, мы бы нарушили цепь, которую пытаемся измерить, и показания были бы ошибочными. (В этом примере с резисторами 100 Ом мультиметр на 1 МОм вряд ли что-то изменит.)

Создает ли вольтметр новый путь для электричества?

Да, но обычно это незначительно. Нам нужно беспокоиться об этом только в том случае, если значения сопротивления высоки, и мультиметр может повлиять на тестируемую цепь.

Есть ли другой способ получить 1,5 В?

Метод, который вы использовали, самый простой. Вычислите напряжение в каждой точке и вычтите, чтобы получить относительные напряжения.

---

Значит, вольтметр вообще не влияет на цепь, он просто измеряет напряжение в двух точках и показывает разницу?

Рис. 1. Аналоговый мультиметр ICE Supertester 680R, показывающий нагрузку по постоянному и переменному току. У автора был один из них в течение многих лет.

У тебя получилось. Идеальный вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление и вообще не нагружать измеряемую им цепь, а для этого ему потребуется бесконечное входное сопротивление. Старые аналоговые мультиметры обычно имели 20 кОм/В, и пользователь должен был учитывать это при снятии показаний. Например, в диапазоне 10 В постоянного тока нагрузка на цепь составит 20 кОм * 10 = 200 кОм, и это может значительно нагрузить цепь с высоким импедансом. Современные цифровые счетчики обычно имеют входное сопротивление > 10 МОм, так что это не проблема.

Кроме того, для будущего использования: существует ли стандартное место для размещения точки заземления в цепи?

В цепи с одним источником питания обычно используется отрицательная клемма батареи в качестве точки заземления. Почти вся цифровая логика предназначена для общего негатива, поэтому имеет смысл использовать это.