Imię i nazwisko:	Ćwiczenie nr E4 Zmiana zakresów amperomierza i woltomierza.
Kierunek i rok:	Ocena z kolokwium: ....................................... data ....................... podpis...........................	Ocena ze sprawozdania: ....................................... data ....................... podpis...........................	Ocena końcowa: ....................................... data ....................... podpis...........................
Nazwisko prowadzącego zajęcia:

TEORIA

Rodzaje i budowa mierników:

• miernik magnetoelektryczny - jego podstawową częścią jest ramka R złożona z N liczby zwojów cienkiego drutu miedzianego oraz magnes stały NS. Ramka jest osadzona na osi w łożyskach ŁŁ i może obracać się w szczelinie Sz. Wewnątrz ramki znajduje się rdzeń C.

• miernik elektromagnetyczny - prąd przepływa przez cewkę C, wytwarzając w niej pole magnetyczne proporcjonalne do natężenia prądu. Zaletą tego miernika jest jego uniwersalność, mierzy on zarówno prąd stały jak i zmienny.

• miernik elektrodynamiczny - różnią się od magnetoelektrycznych tym, że magnez stały jest zastąpiony elektromagnesem.

• miernik elektrostatyczny - zasada działania jest oparta na zjawisku przyciągania przedmiotów naładowanych elektrycznie. Miernik ten składa się z nieruchomych płytek, między, które wciągana jest płytka osadzona na osi.

Ze względu na przeznaczenie mierniki elektryczne dzielimy na

• mierniki prądu

• mierniki napięcia

Miernikiem natężenia prądu może być każdy z wymienionych mierników z wyjątkiem miernika elektrostatycznego. Ze względu na zakres mierniki prądu dzielimy na amperomierz, miliamperomierz, mikroamperomierz i galwanometr.

Jako mierniki napięcia możemy stosować mierniki elektrostatyczne oraz czułe mierniki prądu. Ze względu na zakres mierzonych napięć, wśród woltomierzy wyróżniamy kilowoltomierz, miliwoltomierz, mikrowoltomierz.

Zakres każdego miernika prądu możemy rozszerzyć przez zastosowanie opornika połączonego równolegle, czyli tzw. bocznika.

Wyprowadzenie wzoru na dodatkowy opór Rb

Rb = Ra/(n-1)

Korzystając z pierwszego prawa Kirchhoffa otrzymamy

I = Ia +Ib I = Ia*n

Ib = I-Ia = Ia*n- Ia = Ia(n-1)

Rb = U/Ib

Rb = U/Ia(n-1) = Ra/(n-1)

Rb = Ra/(n-1)

Wyprowadzenie wzoru na R

R = Rv(n-1)

Korzystając z drugiego prawa Kirchhoffa otrzymamy

U = Uv + Ua U = Uv*n

Ua = U-Uv = U'*n - Uv = Uv(n-1)

R = Ua/I = Uv(n-1)/I

R = Rv*(n-1)

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Celem wykonywanego ćwiczenia jest poszerzenie amperomierza i woltomierza

AMPEROMIERZ

Dla amperomierza:

Zakres dla: A_b=0,6, A_w=150

Klasa dla: A_b=1, A_w=1

Ra = 4,8  n = 3 więc Rb = 2,4 

Iw[mA]	0,019	0,0205	0,0235	0,0289	0,036	0,0345	0,029	0,022	0,0295	0,0255
Ib[mA]	37	40	45,5	56,5	71	68	56,5	42,5	58	49,5

Dla amperomierza

Lp.	xi [Ib]	yi [Iw]	xiyi [Ib*Iw]		xi²[(Ib)^2]	yi²[(Iw)^2]
1.	37	0,019	0,703	1369		0,000361
2.	40	0,0205	0,82	1600		0,00042025
3.	45,5	0,0235	1,06925	2070,25		0,00055225
4.	56,5	0,0289	1,63285	3192,25		0,00083521
5.	71	0,036	2,556	5041		0,001296
6.	68	0,0345	2,346	4624		0,00119025
7.	56,5	0,029	1,6385	3192,25		0,000841
8.	42,5	0,022	0,935	1806,25		0,000484
9.	58	0,0295	1,711	3364		0,00087025
10.	49,5	0,0255	1,26225	2450,25		0,00065025
	524,5	0,2684	14,67385	26903		0,00750046

Korzystam ze wzoru

a = (nx_iy_i - Σx_iΣy_i)/(nx_i² - (x_i)² )

a = -0,0014

b = (y_i - ax_i)/n

b = 0,3429 V

Sa = { n[y_i²- ax_iy_i - byi]/(n-2)[nx_i²- (x_i)²] }^1/2

Sa = -0,0184x10^-5

Sb = [(1/n)*Sa²*x_i² ]^1/2

Sb =8,1680x10^-4 V

Wyznaczamy prostą teoretyczną:

y=ax+b

y=-0,0014x- 0,0034

y₁=(a+S_a)x+(b+S_b)

y₁=-1,4018x+8,5109

y₂=(a-S_a)x+(b-S_b)

y₂=1,9861x+0,0351

WOLTOMIERZ

Dla woltomierza:

Zakres dla: U_b=30V, U_w=150V

Klasa dla: U_b=0,5, U_w=0,5

Rv = 120  n = 3 więc R = 240 

Uw[V]	21	30	50	60	70	80	90	10	20	40
Ub[V]	5,3	10	15,5	16	20,5	26	30	1,5	5,5	10,5

W celu wykonania obliczeń zastosuje metodę regresji liniowej

Dla woltomierza

Lp.	xi [Ub]	yi [Uw]	xiyi [Ub*Uw]	xi^2 [Ub^2]	yi^2 [Uw^2]
1.	5,3	21	111,3	28,09	441
2.	10	30	300	100	900
3.	15,5	50	775	240,25	2500
4.	16	60	960	256	3600
5.	20,5	70	1435	420,25	4900
6.	26	80	2080	676	6400
7.	30	90	2700	900	8100
8.	1,5	10	15	2,25	100
9.	5,5	20	110	30,25	400
10.	10,5	40	420	110,25	1600
	140,8	471	8906,3	2763,34	28941

Korzystam ze wzoru

a = (nx_iy_i - Σx_iΣy_i)/(nx_i² - (x_i)² )

a = -11,4987

b = (y_i - ax_i)/n

b = 696,6723 V

Sa = { n[y_i²- ax_iy_i - byi]/(n-2)[nx_i²- (x_i)²] }^1/2

Sa = -217881,0944

Sb = [(1/n)*Sa²*x_i² ]^1/2

Sb = -4,3727x10¹³ V

Wyznaczamy prostą teoretyczną:

y=ax+b

y=-11,4987x +696,6723

y₁=(a+S_a)x+(b+S_b)

y₁= -217892,5931x-692,2996x10¹³

y₂=(a-S_a)x+(b-S_b)

y₂=217869,5957x+701,045

WNIOSKI

Założony cel został osiągnięty. Na niedokładność pomiaru mogło wpłynąć wiele czynników tj.

• wada urządzeń wykorzystywanych podczas przeprowadzania doświadczenia

• niedokładny odczyt wartości z mierników

1

---