Материал: 1572

1А

P U

0

b

Рис. 1.1. Схема принципиальная измерения электрических величин

Чтобы измерение было более точным, желательно устанавливать такой предел измерения, чтобы стрелка отсчётного устройства прибора при измерении находилась во второй половине шкалы.

Порядок выполнения работы

Экспериментальная часть

1.Записать параметры измерительных приборов в табл. 1.1.

2.Убедиться в отсутствии напряжения на стенде, проверив главный выключатель и защитные автоматы-выключатели.

3.Произвести монтаж цепи согласно схеме на рис. 1.1, подключив к точкам схемы a и b клеммы ламп накаливания (активная нагрузка). С разрешения преподавателя или инженера включить стенд.

4.Записать количество делений, на которое отклоняются стрелки амперметра, вольтметра, ваттметра в первую строку табл. 1.1.

5.Выключить стенд. Присоединить к точкам схемы a и b клеммы катушки индуктивности (активно-индуктивная нагрузка), отсоединив лампы накаливания. Включить стенд.

6.Провести измерения и занести показания приборов во вторую строку табл. 1.1.

7.Выключить стенд. Присоединить к точкам схемы a и b клеммы конденсатора 20 мкФ (ёмкостная нагрузка), отсоединив катушку индуктивности. Включить стенд.

8.Провести измерения и занести показания приборов в табл. 1.1.

9.Выключить стенд. Результаты измерений показать преподавателю и с его разрешения разобрать цепь.

20

Таблица 1.1

Параметры и показания измерительных приборов*

* в табл. 1.1 введены следующие обозначения:

NxI, NxU, NxP – показания стрелок амперметра, вольтметра и ваттметра. IN, UN, PN – пределы измерения амперметра, вольтметра и ваттметра. NI, NU, NP – число делений шкалы амперметра, вольтметра и ваттметра. KI, KU, KP – классы точности амперметра, вольтметра и ваттметра.

Расчётная часть

1. По данным табл. 1.1 определить результаты прямых измерений электрических величин. Результаты вычислений занести в табл. 1.2.

Цена деления соответственно амперметра, вольтметра и ваттметра вычисляется по формулам:

Измеренные значения тока, напряжения и активной мощности:

2. По данным табл. 1.1 вычислить погрешности прямых измерений электрических величин. Результаты вычислений занести в табл. 1.2.

Абсолютные погрешности измерения тока, напряжения, активной мощности при однократных измерениях определяют, используя значения классов точности и пределов измерения соответственно амперметра, вольтметра, ваттметра:

При определении относительной погрешности однократных измерений действительное значение величины заменяют измеренным:

Таблица 1.2

Результаты и погрешности прямых измерений

3. По данным табл. 1.1 определить значения активного сопротивления и коэффициента мощности всех видов нагрузки (лампы накаливания, катушка индуктивности, конденсатор). Результаты вычислений занести в табл. 1.3.

Определение значений активного сопротивления R и коэффициента мощности cosφ возможно с помощью косвенных измерений, используя известные функциональные зависимости этих величин от тока, напряжения и активной мощности, измеренных напрямую:

4. По данным табл. 1.2 вычислить погрешности косвенных измерений электрических величин. Результаты занести в табл. 1.3.

Относительную погрешность косвенных измерений активного сопротивления и коэффициента мощности вычисляют по формулам:

Абсолютные погрешности измерения активного сопротивления и коэффициента мощности:

22

5. Результаты прямых и косвенных измерений для всех видов нагрузки (лампы накаливания, катушка индуктивности, конденсатор) представить в виде доверительных интервалов:

Вопросы и задания для защиты лабораторной работы

1.Что называют измерением, средством измерений, методом измерений?

2.Перечислите метрологические характеристики средств изме-

рений.

3.Как определить цену деления шкалы стрелочного измерительного прибора?

4.Что такое класс точности измерительного прибора?

5.Что называют погрешностью измерений?

6.Как оценить точность измерений?

7.Перечислите причины возникновения погрешностей измере-

ния.

8.Дайте определение систематической и случайной составляющим погрешности измерения.

9.Как определяют абсолютную, относительную и приведённую погрешности измерительного прибора?

10. Как вычисляют абсолютную и относительную погрешности косвенных измерений?

11. Как записать доверительный интервал результата измерений?

23

Лабораторная работа № 2

РАЗВЕТВЛЁННАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: приобретение навыков экспериментального определения параметров источника электрической энергии, проверка выполнения законов Кирхгофа и баланса мощностей в цепи постоянного тока.

Общие сведения

Задачей анализа и расчёта электрических цепей является определение токов, напряжений и мощностей отдельных её участков. Основой расчёта сложных электрических цепей являются закон Ома и два закона Кирхгофа.

Закон Ома для участка цепи в интегральной форме имеет вид

I U ,

R

где U – напряжение на участке цепи; R – сопротивление участка цепи. Для неоднородного участка цепи с источником ЭДС (рис. 2.1, а)

Uba a b E,

где (φa – φb) – разность потенциалов на концах участка; Е – ЭДС, действующая на участке.

Тогда для такого участка, включающего источник ЭДС с внутренним сопротивлением r0, закон

24