Лабораторная работа № 3

Сборка электрической цепи и измерение силы тока в её различных участках

Цель работы : 1. Овладеть приемами сборки электрической цепи, составленной из после-довательно соединенных элементов. 2. убедиться на опыте, что сила тока в раз-личных последовательно соединённых участках цепи одинакова.

Приборы и материалы: источник тока, низковольтная лампа на подставке, ключ, амперметр, соединительные провода, металлический планшет.

    Сила тока - это…………………………………………………………………………………………

    Единицы силы тока: ……………………………………………………………………………

    Амперметр - это…………………………………………………………………………………………

    Амперметр включают в цепь………………………………………………………………..

    Обозначение амперметра в схеме………источника …………ключа…………лампочки…………

    Начертите схемы трех электрических цепей


Ход работы:

1. Рассмотрите источник электропитания и определите полярность его выходных гнезд.

2. Рассмотрите панель с выключателем и определите:
-гнезда для подключения проводов;

Какому положению подвижной пластины ключа соответству-ет его условное обозначение на схемах.

3. Рассмотрите панель с лампой и укажите на ней гнезда для подключения проводов.

4. Рассмотрите соединительный провод и определите:
-для чего задняя часть штекера имеет отверстие;

Для чего металлический стержень штекера имеет прорезь.

5. Рассмотрите амперметр и определите:

Какая из клемм прибора соединяется с положительным полюсом источника электропитания;

Какую максимальную силу тока можно им измерить

Какова цена деления его шкалы.

6. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 1. Соберите эту электрическую цепь. Сборку удобнее начинать от положительного по-люса источника питания. Замкните ключ. По отклонению стрелки амперметра и свечению лампочки убедитесь в том, что собранная цепь работает.

7. Запишите показания амперметра рядом с нарисованной схемой1.

8. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 2. Соберите эту электрическую цепь. Запишите показания амперметра рядом с нарисованной схемой 2.

9. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 3. Соберите эту электрическую цепь. Запишите показания амперметра рядом с нарисованной схемой 3.

10. Укажите, чем отличаются схемы друг от друга. Сравните значения силы тока, полученные в трех опытах, и сде-лайте вывод о величине силы тока в различных участках последовательной цепи.


Лабораторная работа №4

Измерение напряжения на различных участках электрической цепи

Цель работы: измерить напряжение на участке цепи, состоящем из двух последовательно соединённых сопротивлений, и сравнить его с напряжением на конце каждого сопротивления.

Приборы и материалы : проволочные резисторы r 1 и R 2 , вольтметр, ключ, соединительные провода, металлический планшет, источник тока (можно использовать батарейку 4,5 В)

Тренировочные задания и вопросы

1. Электрическое напряжение - это……………………………………………………………

2. Формула:……………………………………………………………………………………………..

3. Единица электрического напряжения:…………………………………………………………..

4. 1 кВ =………В; 1 мВ =………В; 0,5 кВ =………..В; 100 мВ =………В;

5. Как называется прибор, с помощью которого измеря-ется напряжение?.............................

6. Как включается вольтметр в цепь? …………………………………………………………………………….

7. Обозначение вольтметра в схеме: ……………………………….

8. Как обозначают в электрической схеме?

источник тока………………ключ………………лампочку ………………резистор …………………

Ход работы

1. Соберите электрическую цепь по схеме (рис 1). Подключите вольтметр параллельно сопротивлению R 1 (рис2) . Запишите показания вольтметра:U 1 =………..


2. Подключите вольтметр параллельно сопротивлению R 2 (рис3). Запишите показания вольтметра: U 2 =………..

3. Подключите вольтметр параллельно сопротивлению R 1 и R 2 (рис4) . Запишите показания вольтметра: U =…………..


4. Вычислите U 1 + U 2 = ……… и сравните эту величину с U . Сделайте вывод.

Вывод:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Дополнительно:

а) Измерьте напряжение на источнике тока при замкнутой цепи, сравните с U, сделайте вывод.

б) Измерьте напряжение на источнике тока при разомкнутой цепи, сравните с надписью на батарейке, сделайте вывод. (Это задание выполняется, если ученики работают с батарейкой)

Лабораторная работа №7

Измерение мощности и работы тока в электрической лампе

Цель работы . : изучение метода измерения мощности и работы тока в электрической лам-пе с помощью амперметра, вольтметра и секундомера

Оборудование: источник электропитания, лампа, переменный резистор, амперметр, вольтметр, ключ, часы с секундной стрелкой, соединительные прово-да, металлический планшет.

Тренировочные задания и вопросы

    Напишите формулу работы электрического тока:……………………………………

    В каких единицах измеряется работа тока?..........................................................................

    Выразите работу через единицы измерения физических величин, входящих в формулу:

1Дж= …………………………….

    Мощность электрического тока - это……………………………………………………..

    Формула мощности:………………………………………………………….

    Единицы измерения мощности……………………………………………..

    Запишите через Дж:

1 Вт с =……….. 1 гВт -ч =……………

1 Вт ч =………. 1 кВт ч =…………..

Ход работы


Номер опыта

10. Дополнительно.

Тема: Измерение напряжения на различных участках электрической цепи.

Цель работы: измерить напряжение на контактах двух проволочных сопротивлений, соединенных последовательно, и сравнить его с суммой напряжений на контактах каждого из этих сопротивлений.

Оборудование:

  • источник тока (батарея или аккумулятор);
  • проволочный резистор R 1 ;
  • проволочный резистор R 2 ;
  • металлический планшет;
  • вольтметр;
  • ключ;
  • соединительные провода.

Указания к работе

1. Рассмотрите вольтметр и определите:

  • клемму, которой прибор соединяется с положительным полюсом источника электропитания;
  • максимальную величину напряжения, которую можно измерить данным вольтметром;
  • цену деления его шкалы.

2. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 1.

3. Соберите эту электрическую цепь. Вначале на металлическом планшете располагают детали электрической цепи, как это показано на рисунке 1. После этого соединяют друг с другом те элементы цепи, которые нужно подключить последовательно, начиная от положительного полюса источника. Затем параллельно сопротивлению R 1 подключают вольтметр так, чтобы его клемма, помеченная знаком "+", через другие элементы цепи оказалась подключенной к положительному полюсу источника питания.

4. Проверьте правильность сборки цепи. Подключите вольтметр, как это показано на рисунке 2.

5. Включите источник электропитания в сеть.

6. Замкните ключ и по отклонению стрелки вольтметра убедитесь, что цепь работает.

7. С помощью вольтметра измерьте напряжение U 1 на клеммах сопротивления R 1 . Величину напряжения запишите в тетради рядом со схемой. Разомкните ключ.

8. Подключите вольтметр, как это показано на рисунке 3 и зарисуйте в тетради схему.

9. По показанию вольтметра измерьте напряжение U 2 на концах сопротивления R 2 . Величину напряжения запишите в тетради рядом со схемой.

10. Подключите вольтметр, как это показано на рисунке 4 и зарисуйте в тетради схему.

11. Измерьте напряжение U 3 на концах участка цепи, состоящего из двух соединенных последовательно сопротивлений R 1 и R 2 .

12. Разберите электрическую цепь.

13. Вычислите сумму напряжений U 1 и U 2 . Сравните сумму напряжений U 1 +U 2 с величиной напряжения U 3 и убедитесь в справедливости утверждения о том, что напряжение на участке цепи, состоящем из последовательно соединенных элементов, равно сумме напряжений на каждом из этих элементов.

Лабораторная работа 5 Тема: « Измерение напряжения на различных участках электрической цепи »

Удобный шаблон для проведения лабораторной работы и закрепления первичных знаний о напряжении электрической цепи.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку Лабораторная работа 5 "Измерение напряжения на различных участках электрической цепи"»

Лабораторная работа 5

Тема:

«Измерение напряжения

на различных участках

электрической цепи»


Алессандро Вольта

В его честь в 1964 г. назван кратер на видимой стороне Луны.


Цель работы:

измерить напряжение на участке цепи,

состоящем из последовательно соединенных

резистора и лампы. Сравнить его с напряжением на концах лампы и резистора.

Приборы и материалы:

источник питания, вольтметр,

резистор, ключ,

соединительные провода.


Теоретическое обоснование

1. Тренировочные задания и вопросы

А) Можно ли утверждать, что при прохождении электрического тока по цепи выполняется работа? Почему? _________________________________

Б) Определение напряжения ______________________

В) Прибор для измерения напряжения (название, обозначение, как подключается)_____________


2. Переведите данные значения напряжения в Вольт:

1 вариант

2 вариант

2,5кВ =

734мВ =

47,24кВ =

0,564мкВ =

283мВ =

15,5МВ =

7,95мкВ =

14,8МВ =


Техника БЕЗОПАСНОСТИ


ХОД РАБОТЫ

1.Внимательно рассмотрите шкалу вольтметра,

определите цену его деления и пределы измерения:


2. Измерьте напряжения U1

на концах резистора.


3. Измерьте напряжение U2 на зажимах лампы

Сравните эти напряжения.


4. Измерьте напряжение на участке цепи, состоящем из резистора и лампы.

Запишите = __________


5. Оформите результаты в таблицу

Схема 1

Схема 1

Схема 2

Схема 2

, В

Схема 3

Схема 3

, В

, В

Посчитайте сумму + и сравните с


6. Сделайте вывод

План для вывода:

  • Цель проведения лабораторной работы
  • Что делали для достижения цели
  • Какие результаты получили
  • Подтвердили или опровергли гипотезу
  • Реален или нет результат (совпадает

или нет с теорией)


I. Цели работы

1. Закрепление знаний о цифровых интегрирующих вольтметрах и об электронных вольтметрах с различными преобразователями переменного напряжения в постоянное.

2. Приобретение навыков измерения параметров уровня (амплитудных параметров) периодических напряжений с помощью вольтметров и осциллографов.

3. Исследование влияния периодических помех при измерении постоянного напряжения интегрирующим цифровым вольтметром.

4. Исследовать возможности измерения напряжений различной формы вольтметрами с разными типами преобразователей переменного напряжения в постоянное.

5. Исследование погрешностей взаимовлияния (как на результат измерения напряжения влияет соотношение "выходное сопротивление источника измеряемого напряжения / входное полное сопротивление измерительного прибора").

II. Объекты измерений, средства измерений и требуемая точность измерений

Объектами измерений являются:

Напряжения на выходе функционального генератора SFG-2110 гармонической, треугольной и прямоугольной формы;

Погрешности, обусловленные периодическими помехами при измерении постоянного напряжения интегрирующим цифровым вольтметром;

Напряжения на выходе делителей напряжения при подключении реальных измерительных приборов.

Средства измерений :

Электронные вольтметры В7-77, В7-40, В7-26, В3-57;

Электронный осциллограф GOS-620FG;

Цифровой осциллограф TDS-2012B (либо TPS-2012 либо MSO-6104A).

Точность измерений : максимально возможная при использовании данных средств измерений.

III. Программа работы

    Ознакомиться с расположением и назначением органов управления вольтметров В7‑77, В7-40, В7-26, В3-57, а также с их краткими характеристиками.

    Ознакомиться с работой модели АЦП двухтактного интегрирования.

    Экспериментально исследовать (на программной модели вольтметра В7-77 и на реальных вольтметре В7-77) подавление гармонической помехи при различных ее частотах.

    Изучить алгоритмы формирования показаний вольтметров В7-77, В7-40, В7-26 и В3-57 при измерении переменных напряжений.

    Экспериментально исследовать влияние формы периодических напряжений на показания вольтметров В7-77, В7-40, В7-26 и В3-57.

    Экспериментально исследовать погрешности взаимовлияния при измерении вольтметром В7-77 и цифровым осциллографом TDS-2012B (либо TPS-2012 либо MSO-6104A) напряжений на выходе делителей с разным выходным сопротивлением при разных частотах измеряемых напряжений.

IV. Домашнее задание

Перед работой в лаборатории необходимо выполнить следующее домашнее задание.

1. Повторить (изучить) принцип действия цифровых вольтметров с двухтактным интегрированием – по материалам лекций, учебников (например, , , и др.) и данного файла (п. 3.1).

2. Повторить (изучить) принцип действия электронных вольтметров с разными типами преобразователей переменного напряжения в постоянное – по материалам лекций, учебников (например, , , и др.) и данного файла (п. 4.1 и приложение D, п. 2).

3. Повторить материал на тему «Погрешности взаимовлияния», обратив особое внимание на подключение вольтметра к источнику исследуемого напряжения – по материалам лекций и .

4. Ознакомиться с программой работы. Для каждого исследования постараться ответить на вопрос: какой характер зависимостей ожидается в результате данного исследования?

5. Ознакомиться с внешним видом и назначением органов управления вольтметров, используемых в данной работе – по материалам данного файла (п. 1.1).

6. Ознакомиться с основными техническими данными вольтметров, используемых в данной работе – по материалам данного файла (приложение А).

Контроль выполнения домашнего задания будет проводиться в начале лабораторного занятия в виде контрольной работы или беседы с преподавателем.

Литература:

    Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат,1983. – 320 с.

    Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов. – М.: Высшая щшкола, 2001. – 205 с.

    Мирский Г.Я. Электронные измерения. – М.: Радио и связь, 1986. – 440 с.

4. Электронная версия документа «Погрешности взамовлияния.pdf» из раздела «Мои материалы» страницы Цветкова Ф.А. в Цифровом кампусе