WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

LABORATORIUM FIZYCZNE

prowadzący……………………

grupa……………podgrupa…………….zespół…………….

słuchacz……………………….

SPRAWOZDANIE Z PRACY LABORATORYJNEJ nr ……

………………………………………………………………………………….

planowanej do wykonania…………… jako pracy…… z obowiązujących w semestrze ……

OCENA ZA TEORIĘ
data
podejście	1 (zasadnicze)	2 (poprawa)	3
OCENA KOŃCOWA
data

Uwagi prowadzącego:

1. Wstęp teoretyczny - cel i opis ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobami doboru dodatkowych rezystorów i boczników do galwanometru w celu zmiany jego zakresu bądź też zmiany funkcji, jaką pełni on w obwodzie - może on służyć zarówno jako amperomierz, jak i woltomierz. Na podstawie wyników jakie otrzymamy na urządzeniach wzorcowych należy narysować wykres liniowości galwanometru. Ostatnim punktem w ćwiczeniu jest obliczenie rezystancji dla galwanometru w obu przypadkach - jako amperomierz i woltomierz.

Zasadą działania najpopularniejszych mierników napięcia i natężenia prądu - woltomierzy i amperomierzy - jest wykorzystywanie zjawiska wytwarzania się pola magnetycznego wokół przewodnika w którym płynie prąd. Poza tym istnieją także inne zjawiska, rzadziej wykorzystywane do pomiaru w/w wartości: cieplne czyli ciepło Joule'a - Lenza oraz chemiczne czyli elektroliza

Mierniki magnetoelektryczne służą do pomiaru prądu stałego, jednak w połączeniu z prostownikiem mogą spełniać swoją funkcję także przy prądzie zmiennym. Zbudowane są z ramki o n zwojach cienkiego miedzianego drutu z nieruchomym rdzeniem w środku. Ramka porusza się w szczelinie pomiędzy biegunami magnesu S i N. Ich działanie polega na wykorzystaniu powstawania momentu siły w sprężynkach doprowadzających prąd do ramki gdy wychyla się ona o dany kąt ф w szczelinie. Zależność tą przedstawia równanie:

W polu magnetycznym o indukcji B na ramkę działa moment skręcający:

Gdzie: I - prąd płynący przez ramkę o powierzchni S

n - liczba zwojów w ramce

Momenty sił M₁ i M₂ działają przeciwnie. W momencie równowagi przy odpowiednim wychyleniu ramki o kąt ф zajdzie zależność M₁ = M₂

Czyli

Gdzie:
i jest to czułość miernika

Otrzymane wyniki odczytujemy z podziałki liniowej. Wychylenie wskazówki można korygować za pomocą mechanizmu mimośrodowego.

Mierniki elektrodynamiczne działają podobnie jak mierniki magnetoelektryczne z tą różnicą, że posiadają uzwojenia ruchowe i nieruchome podłączone szeregowo. Oddziaływania między uzwojeniami nie zależą od kierunku prądu, gdyż przez obydwa płynie ten sam prąd. W tego rodzaju miernikach natężenie prądu wyraża się wzorem:

Zakres mierników natężenia prądu zwiększamy poprzez włączenie dodatkowo do obwodu opornika podłączonego równolegle (tak zwanego bocznika). Wiedząc, że amperomierz mierzy prąd o natężeniu I, a przez niego płynąć będzie tylko prąd o natężeniu I_m, wtedy korzystając z II prawa Kirchhoffa otrzymamy równanie:

Zwiększając natomiast zakres mierzenia napięcia woltomierza włączamy szeregowo z nim do obwodu opornik (tak zwany opornik dekadowy). Korzystając z prawa Ohma otrzymujemy równanie:

UKŁADY POMIAROWE

1. Układ pomiarowy, w którym galwanometr pełni rolę woltomierza:

Rysunek 1. Schemat układu pomiarowego A

2. Układ pomiarowy, w którym galwanometr pełni rolę amperomierza

Rysunek 2. Schemat układu pomiarowego B

2. Wyniki pomiarów

Załączone na dodatkowej kartce.

3. Wykresy liniowości galwanometru

Załączony wydruk z programu MathCad.

4. Wyniki obliczeń

Obliczenia przeprowadzone w programie MathCad - załączony wydruk

5. Wnioski

Przy pomiarach nie sposób ustrzec się błędów. Zależą one od klasy przyrządów pomiarowych - czyli maksymalnego błędu jaki dany miernik może popełnić w danym zakresie. Błędy przy odczycie wskazania wartości na galwanometrze mogą wynikać ze zbyt małej dokładności podziałki na tarczy amperomierza czy też woltomierza. Kolejnym źródłem błędów może być wykonywanie obliczeń. Im więcej ich przeprowadzamy tym więcej przekłamań wprowadzamy do wyników (chodzi głównie o przybliżenia). Patrząc jednak na wykres można zauważyć, że punkty ułożyły się praktycznie w liniach prostych co świadczy o braku błędów grubych oraz zamierzonym wyniku ćwiczenia.

---