|
|||||
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.
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.
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.
Задача 15865 В схеме рис.
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).
|
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 RВ
=
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:
-
Определить
цену наименьшего деления электроизмерительных
приборов и записать в отчете. -
Собрать
цепь согласно изображенной схеме, взяв
сопротивление реостата
максимальным.
-
Измерить
ЭДС источника тока. -
После
проверки цепи преподавателем замкнуть
её ключом.
-
Измерить
силу тока и напряжения 3 раза при разном
сопротивлении
реостата.
Вычислить 3 значения внутреннего
сопротивления источника тока. Определить
среднее значение этого сопротивления.
-
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:
-
конденсаторы
известной емкости; -
конденсаторы
неизвестной емкости; -
микроамперметр
на 100 мкА; -
источник
электропитания для практикума; -
переключатель
однополюсный; -
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.
-
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:
n1cр=
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,
Кср=
Результаты
измерений записать в таблицу 1.
Таблица
1
№ |
Электроемкость |
Отклонение |
|||
n1 |
n2 |
n3 |
nср |
||
1 |
|||||
2 |
|||||
Под
таблицей записать формулы для вычисления
коэффициентов пропорциональности K1,
К2,
Кср
и сами вычисления их.
5.
В измерительной цепи заменить конденсатор
на конденсатор неизвестной емкости Сх
и трижды определить, на сколько делений
n1,
n2,
n3
стрелка отклоняется в этом случае.
6.
Вычислить среднее отклонение стрелки
прибора:
nхcр=
.
-
Вычислить
электроемкость конденсатора Сх по
формуле: Сх=
Ксрnхср
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:
-
катушка
дроссельная; -
источник
электропитания для практикума; -
вольтметр
переменного тока; -
миллиамперметр
переменного тока; -
ключ;
-
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 Xl,
называемое
индуктивным. Числовое значение этого
сопротивления пропорционально
индуктивности L
и частоте колебаний электрического
тока v,
т.е. Xl=2vL
(1)
В
случае, когда R
мало в сравнении с Xl,
то
значением R
можно пренебречь. Тогда L
будет приближенно равно: L=
(2)
По
закону Ома: ХL=
(3)
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.
-
После
проверки электрической цепи преподавателем
замкните ключом цепь и измерьте силу
тока при трех разных напряжениях.
Результаты измерений занесите в таблицу.
U, |
|||
I, |
|||
Xl, |
|||
L, |
4.
Считая, что сопротивление катушки
переменному току является чисто
индуктивным Xl
из-за
малости ее активного сопротивления,
вычислить три значения индуктивного
сопротивления катушки ХL1,
Xl2
и XL3,
по
формуле (3).
5.
Используя формулу (2), вычислить три
значения индуктивности катушки и
определить среднее значение индуктивности,
Lср
=
.
Все вычисления записать под таблицей.
Контрольные
вопросы:
-
Почему
для постоянного тока катушка имеет
малое сопротивление, а для переменного
— большое? -
Почему
индуктивное сопротивление катушки
возрастает при внесении в нее железного
сердечника? -
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
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.
Добавить комментарий