Politechnika Lubelska w Lublinie |
Laboratorium Metrologii
|
||||
Nazwisko: Sajdłowski |
Imię: Sławomir |
Semestr V |
Grupa ED. 5.3 |
Rok akad. 1998/99 |
|
Temat ćwiczenia: Badanie galwanometru statycznego. |
Seria K |
Data wykonania 18.10.98 |
Ocena
|
I Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie podstawowych wielkości charakteryzujących galwanometr. Należy wyznaczyć następujące wielkości:
- oporność wewnętrzną Rg
- oporność krytyczną Rkr
- okres wahań nietłumionych To
- stałą prądową Ci
- stałą napięciową Cu
II.Schemat pomiarowy.
Układ pomiarowy:
Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.
Galwanometr ze wskazówką świetlną typ M17/6 , nr. PL-P3-307-E6 ,
Rg=140Ω
Rk=170÷4000Ω
Ci=(0,81÷2,9 ) 10
Cu=(3,4÷0,9 ) 10
To=4,2 s
Zasilacz galwanometru typ ZT-980-2M , nr.PL-P3-397-E6
Opornik wzorcowy RN-1,
Pdop=1W(w powietrzu) i 3W w kąpieli
1Ω
klasa 0,05
Opornik suwakowy PL-K-039-E6
89Ω
1,1A
Opornik suwakowy typ OL-1 PL-K-021/E6
335Ω
0,6A
Multimetr typLM-3 PL-P3-523-E6
30mV-15Ω
60mV-20Ω
I=3
U=30
Opornik dekadowy typ DR6a-16 , PL-533-E6/M
1111,1Ω
klasa 0,05
W układzie tym galwanometr G wraz z regulowanym opornikiem laboratoryjnym Rd jest zasilany spadkiem napięcia z opornika normalnego Rn o małej wartości oporności. Prąd dopływający do opornika Rn , regulowany za pomocą opornika r1 oraz r2,jest mierzony miliamperomierzem mA.
Wyznaczanie oporności wewnętrznej galwanometru.
Pomiary zostały wykonane dla dwóch różnych prądów i dwóch położeń przełącznika
.
Lp. |
Położenie przełącznika |
α |
I |
RD1 |
0.5I |
RD2 |
RG |
|
|
|
dz |
mA |
Ω |
mA |
Ω |
Ω |
Ω |
1 |
prawo |
23,5 |
1,6 |
8200 |
- |
- |
200 |
150
|
2 |
lewo |
11,9 |
- |
- |
0,8 |
4000 |
|
|
3 |
prawo |
19 |
1,3 |
7500 |
- |
- |
100 |
|
4 |
lewo |
11,5 |
- |
- |
0,75 |
3700 |
|
|
Obliczenia:
RG = RD1 - 2RD2
RG =8200 - 2
4000 =200Ω
=
2. Wyznaczanie oporności krytycznej galwanometru (RG = 90 Ω ).
δRd=
I1=40mA
Pomiaru dokonano dla jednej wartości prądu ,przełącznik raz w lewo ,raz w prawo
|
Położenie |
αO |
RD |
RZKR |
Rkr |
|
Lp. |
przełącznika |
dz |
Ω |
Ω |
Ω |
Ω |
1 |
prawo |
9 |
5000 |
- |
4150 |
4150 |
2 |
lewo |
11,5 |
- |
4000 |
|
|
3 |
prawo |
17,5 |
5000 |
- |
4150 |
|
4 |
lewo |
18,5 |
- |
4000 |
|
|
Obliczenia:
RKR = RG +RZKR
RKR =150Ω+4000Ω = 4150Ω
3. Wyznaczanie okresu wahań nietłumionych To.
|
α0 |
α1 |
α2 |
α3 |
α4 |
α5 |
α6 |
λ |
ΣT |
n |
T |
T0 |
|
Lp. |
dz |
dz |
dz |
dz |
dz |
dz |
dz |
- |
s |
- |
s |
s |
s |
1 |
8,5 |
4,5 |
3,5 |
2 |
1 |
0,5 |
0,3 |
0,860 |
19,24 |
6 |
3,2 |
3,17 |
3,175 |
2 |
8,5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0,7 |
0,4 |
0,916 |
19,30 |
6 |
3,21 |
3,18 |
|
Obliczenia:
λ =
T0 =
s
=
4. Wyznaczenie stałej i czułości prądowej i napięciowej.
L =105cm
Rd =29000Ω
Lp. |
Położenie przełącznika |
I |
α |
Cil |
Cim |
Cum |
|
|
mA |
dz |
A/dz |
A/dz* |
V/dz |
1 |
lewo |
0,55 |
16 |
1,179 10- 9 |
1,237 |
6,071 |
2 |
prawo |
0,55 |
15 |
1,258 10-9 |
1,32 |
6,47 |
Obliczenia:
Cil =
Stała metrowa:
Cim = Cil*
Stała napięciowa:
Cum = Cim*(Rg + Rzkr) =1,179
A/dz*m (150Ω + 5000Ω) =
= 6,071
V/dz
m
Czułość prądowa:
Si =
Czułość napięciowa:
Su =
5. Wyznaczanie błędu systematycznego:
Błąd systematyczny stałej wynosi
IV Wnioski:
W punkcie pierwszym wyznaczaliśmy rezystancję wewnętrzną galwanometru metodą
jednakowych odchyleń .Analizując otrzymany wynik możemy powiedzieć że uzyskana
wartość R
jest zbliżona do wartości podanej na tabliczce znamionowej, jednak rozrzut
otrzymanych wyników jest znaczny .Wpływ na to miało niewłaściwe dobranie rezystancji R
część błędu można wynikać ze zmiany wartości opornika dekadowego o skok 10Ω, lecz
ta wartość nie wpływa znacząco na zachowanie się organu ruchowego galwanometru.
Wartość oporności krytycznej wyznaczonej przy pomiarach jest za duża ,a wiąże się to
z błędem klasy wykonania rezystora oraz przybliżony odczyt wartości R
oraz R
różnica
ta wynosi 3,5%.Otrzymana w punkcie trzecim wartość okresu drgań swobodnych T
wynosi
3,175s i różni się od wartości tablicowych o 12% , ale biorąc pod uwagę sposób pomiaru
okresu (włączanie i wyłączanie stopera , nie dokładne odczyty wartości ∝ związane z szybkim
ruchem plamki) wynik pomiaru można uznać za dość dokładny , dokładność można było zwiększyć poprzez zwiększenie liczby pomiarów , ale najważniejszą rolę przy tym pomiarze miała osoba odczytująca , której umiejętności wpływały na błąd przypadkowy.
Wyznaczenie stałej prądowej i napięciowej jest dość dokładne co wiąże się z prawidłowym
doborem rezystancji R
.
W2
RD
RN
R2
W1
E
R1
P
mA
G