Измерение и регулирование напряжения

8кл_Лабораторная работа №5 «Измерение и регулирование напряжения»

Лабораторная работа № 5

Измерение и регулирование напряжения

Цель работы: выяснить принцип подключения реостата как потенциометра и вольтметра в электрическую цепь, измерить напряжение.

Оборудование: источник питания, ключ, два вольтметра (V), реостат, две лампочки, соединительные провода.

Расчетные формулы: -

Теоретические сведения: При последовательном соединении проводников напряжение на каждом из них меньше, чем общее напряжение. Это используют в устройствах для регулирования напряжения. Устройства называют делителями напряжения или потенциометрами. В качестве делителя напряжения можно использовать ползунковый реостат с тремя клеммами A, B, D (см. рис. 5.1.).

На клеммы А и D реостата подается напряжение U₁ от источника тока (напряжение на входе). Клеммы В и D соединены с потребителем (резистором), напряжение U₂ на котором необходимо регулировать. Это напряжение обычно называют напряжением на выходе. Передвигая ползунок реостата к клемме А, изменяем сопротивление R₂ активной части реостата (сопротивление участка ВD) от R₁ (сопротивление участка АD) до нуля. Уменьшение сопротивления реостата приводит к уменьшению выходного напряжения U₂ от U₁ до нуля.

Действительно, поскольку напряжение между клеммами ВD равно U₂ = I R₂, а сила тока, проходящего через реостат, равна , то . Следовательно, когда R₂ = R₁ (ползунок реостата в точке А), то U₂ = U₁, то есть напряжение на выходе равно напряжению на входе; когда R₁ = 0 (ползунок реостата в точке D), то R₂ = 0, то есть напряжение на выходе тоже равно нулю.

Выполнение работы

Рис. 5.1. Электрическая схема подключения вольтметра и делителя напряжения (потенциометра).

Таблица 5.1

1. Собрать электрическую цепь см. рис. 5.1. (1 балл).

2. Определить цену деления вольтметра №1 и вольтметра №2. Записать в таблицу 5.1.(1 балл).

3. Передвинуть ползунок реостата в сторону точки А. Снять показания вольтметров. Записать в таблицу 5.1. (1 балл).

4. Изменить положение ползунка не менее 3-х раз. Каждый раз снимать показания вольтметров и записывать в таблицу 5.1. (1 балл).

5. Определить приборную погрешность вольтметров как половину деления шкалы прибора. Записать в таблицу 5.1. (1 балл).

Отчет: Выяснили способ регулировки напряжения постоянного тока при помощи реостата и измерили напряжение источника тока на входе в потенциометр (входное напряжение U₁) и на выходе из потенциометра (выходное напряжение U₂). Для этого собрали эл.цепь (см.рис. 5.1), в которой реостат подключили как потенциометр (подключены три клеммы). Передвигая ползунок реостата, снимали показания вольтметров. Обнаружено, что напряжение на вольтметре №1 остается неизменным в пределах погрешности прибора, а напряжение на вольтметре №2 можно уменьшать до нуля и увеличивать до равенства с показаниями первого вольтметра. Результаты измерений и расчетов записали в таблицу (см.табл. 5.1).