Электр зертханалық жұмыстарды орындауға методикалық нұсқаулар



жүктеу 375.95 Kb.
бет1/3
Дата09.06.2016
өлшемі375.95 Kb.
  1   2   3


Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті
Физика, математика және ақпараттық технологиялар факультеті
Жалпы және теориялық физика кафедрасы


ЭЛЕКТР

Зертханалық жұмыстарды орындауға методикалық нұсқаулар
3 бөлім

Павлодар


УДК 531(07)

ББК 22.2я7

М 55

С. Торайѓыров атындаѓы ПМУ ѓылыми кењесі ±сынѓан



Рецензент:

Физика, математика ѓылымдарыныњ кандидаты, доцент Биболов Ш.К.


Құрастырушылар: Маралбаева М.Б., Досумбеков К.Р., Искакова А.Б.

М55 Электр: зертханалық жұмыстарды орындауға методикалық нұсқаулар. Б. 3. – Павлодар, 2006. – 32 б.

Методикалық нұсқауда «Физика» пєні бойынша зертханалыќ ж±мыстарды орындауѓа ±сыныстар келтіріледі, ж±мыстыњ маќсаттары кµрсетілген.

Методикалық нұсқау техникалыќ жєне технология мамандыќтары мен оларды дайындау баѓытыныњ типтік оќу баѓдарламасына негізделіп жасалынѓан. Ќазаќстан Республикасыныњ білім жєне ѓылым министрлігініњ №541 б±йрыѓымен 2002 ж. 10 шілдесінен бекітіліп, іске асырылды.


УДК 531(07)

ББК 22.2я7
© Маралбаева М.Б., Досумбеков К.Р., Искакова А.Б., 2006

© С. Торайѓыров атындаѓы Павлодар Мемлекеттік Университеті, 2006


Кіріспе

Методикалық нұсқау жалпы физика курсының «Электр» бөлімі бойынша ЖОО-ң физика-математика, инженерлі-техникалық және жаратылыстану-ғылымдары мамандықтары бойынша оқитын студенттерге зертханалық сабақтарды дайындауы үшін арналған. Методикалық нұсқау студенттерді физикалық аспаптармен тереңірек танысуы, сонымен қатар нақты өлшеулердің негізгі әдістерін игеруіне көмектеседі. Бұл оқулыққа 5 зертханалық жұмыс енгізілген, олардың әрқайсысы қысқаша теориялық кіріспеден, зертханалық қондырғылардың схемаларынан, өлшеулерді жүргізу әдістерінен тұрады. Зертханалық жұмыстардың сипаттамасынан кейін қажет әдебиеттер тізімі келтірілген.

Осы оқу құралын пайдалану студенттердің «Физика» пәні бойынша білім деңгейін, сонымен қоса әдістемелік жабдықтау мен зертханалық сабақтарды жақсартуда көп көмегін тигізеді.

30 зертханалық жұмыс.Электрөлшеуіш құралдар


Кіріспе
Әрбір зертханалық жұмысты орындау үшін элеткр тізбегін құру қажет. Электр тізбегін өткізгіш сымдар, R сыртқы жүктеме немесе тұтынушы, ток көзі және электр өлшеуіш құралдар құрайды. 30.1 суретті қараңыз.



E – ішкі кедергісі r-ге тең ток көзі;

R – сыртқы кедергі;

СА – ауыстырып-қосқыш;

PA – амперметр;

PV – вольтметр.

30.1 сурет
Зертханалық жұмыстарды орындау барысында қауіпсіздік техникасының негізгі ережелерін сақтаған дұрыс:


  1. рубильниктер мен ашаларды (вилканы) оқытушының немесе лаборанттың тексеруінсіз іске қоспаңыз

  2. ток жүріп тұрған тізбекте қайта жалғауларды жүргізбеңіз

  3. тізбектің оқшауланбаған (изоляцияланбаған) бөліктерін ұстамаңыз

  4. тогы бар электр тізбегін бақылаусыз қалдырмаңыз


Негізгі электр өлшеуіш құралдар және олардың классификациясы
Барлық электр өлшеуіш құралдар келесі негізгі белгілері бойынша классификацияланады:

Өлшенетін шаманың тегі бойынша:



  1. амперметрлер – ток күшін өлшеуге арналған, тізбекке тізбектей қосылатын құралдар. Амперметрлерді тізбекке қосу тізбектегі токтың шамасының өзгеруіне әкеліп соқпауы үшін, амперметрлер өте аз кедергіге ие болуы керек. (30.1 сурет);

  2. вольтметрлер – тізбектің бөлігіндегі кернеуді өлшеуге арналған, сол бөлікке параллель қосылатын құрал (30.1 сурет). Вольтметрдің ішкі кедергісі вольтметр жалғанған тізбек бөлігінің кедергісінен әлдеқайда артық болуы қажет. Сонда, тізбекке волтьметрді қосқанда тізбектегі потенциалдар бөлінуінің бұзылуы өте аз болады;

  3. гальванометрлер – өте аз токтарды, кернеулерді және заряд мөлшерін өлшеуге арналған сезімтал құралдар;

  4. Омметрлер, санағыштар, ваттметрлер және т. б.

Токтың тегі бойынша: тұрақты токта, айнымалы токта, тұрақты және айнымалы токта жұмыс істейтін құралдар.
Жұмыс істеу принципі бойынша
Электр өлшеуіш құралдардың жұмысы электр энергиясын энергияның басқа түріне (механикалық, жылулық, магниттік, химиялық немесе т.б.) айналдыруға негізделген. Осыдан құралдардың түрлі жүйелері: магнит-электрлік, электро-магниттік, электр-динамикалық, индукциялық, жылулық, электростатикалық және т.б. болады. Біздің зертханалық жұмыстарымызда алғашқы үш жүйедегі құралдар қолданылады. Соларды қарастырайық (олардың шартты белгілері кестеде көрсетілген).

Магнит-электрлік жүйедегі құралдар тұрақты магниттің магнит өрісімен жеңіл қозғалмалы ораманың бойымен өтетін өлшенетін токтың өзара әсерлесуіне негізделген (30.2 сурет).

Магнит өрісі таға тәрізді полюстеріне ішке қарай ойыс болып келетін тетіктер орнатылған, тұрақты магнитпен тудырылады. Тетіктердің арасында темір С өзекше бекітілген. S тілшемен байланысқан К орама тетіктердің арасында еркін бұрыла алады. Орама бойымен өткен ток тудыратын магнит өрісі мен тұрақты магнит полюстеріндегі тетіктер арасындағы магнит ағынының өзара әсерлесуінен рамканың айналдырушы моменті пайда болады. Осының нәтижесінде орама бұрылуға тырысады.

Кері әсер етуші момент серіппелермен тудырылады. Магнит-электрлік жүйедегі құралдарда М айналдырушы момент өткен ток күшіне М11I, ал кері әсер етуші момент бұрылу бұрышына тура пропорционал болады. Өлшеу жүргізу кезінде , болғанда екендігі шығады. Мұндағы – құралдың конструкциясына тәуелді (байланысты) пропорционалдық коэффициенті. Ендеше, ораманың сәйкесінше тілшенің де ауытқу бұрышы орама арқылы өтетін ток күшіне пропорционал болады.



Магнит-электрлік жүйедегі құралдардың артықшылықтары: жоғары сезімталдық және көрсетуінің жоғары дәлдігі; энергияны аз тұтынады; шкаласы бірқалыпты бөлінген; кемшіліктері: тұрақты токты тізбектерде ғана жұмыс істей алу мүмкіндігі; артық жүктеулерге сезімталды;

Электр-магниттік жүйедегі құралдар.

Электр-магнит жүйедегі құралдардың жұмыс істеу принципі К қозғалмайтын орама бойымен өтетін токты тудыратын магнит өрісі мен С темір қозғалмалы өзекшенің әсерлесуіне негізделген. Темір өзекше магниттеліп ораманың ортасына енуге тырысады (30.3 сурет). Өзекшенің осінде S тілше және серіппе бекітілген. Токты арттырғанда өзекшенің магниттелуі де артады, сондықтан М1 айналдырушы момент токтың екінші дәрежесіне тура пропорционал . Серіппе тудыратын кері әсер етуші момент, .

30.3 сурет


Құралдың қозғалмалы бөлігінің тепе-теңдігі теңдігімен анықталады, осыдан , яғни құралдың шкаласы бірқалыпты емес, шаршылы. Токтың бағытының өзгеруімен магнит өрісінің бағыты да, өзекшенің магниттелу полярлығы да өзгереді. Сондықтан электр-магниттік жүйедегі құралдар тұрақты және айнымалы токты өлшеуге қолданылады.

Осы жүйедегі құралдардың артықшылықтары: тұрақты және айнымалы токты өлшей алады; жасалуы қарапайым; механикалық берік төзімді; артық жүктеулерге төзімді; кемшіліктері: шкаласы бірқалыпты емес; магнит-электрлік жүйедегі құралдармен салыстырғанда дәлдігі төмен; өлшеудің көрсетулері сыртқы магнит өрістеріне тәуелді.

Электр – динамикалық жүйедегі құралдар.

Электр-динамикалық жүйедегі құралдардың жұмысы: орамалардан өтетін токтардың өзара әсерлесуіне негізделген. Орамалардың біреуі қозғалмайды, ал екіншісі оның ортасында еркін бұрыла алады. Екінші орамаға тілше бекітілген. Өлшенетін ток екі орамадан да өтеді. Орамалардың магнит өрістерінің өзара әсерлесуінің нәтижесінде М1 айналдырушы момент пайда болады. Қозғалмалы орама орамдарының жазықтығы қозғалмайтын ораманың орамдар жазықтығына параллель болатындай бұрылуға тырысады. Бұған М2 момент тудыратын серіппе кері әсер етеді. ; , , Яғни, шкала бірқалыпты емес. Құралдың қолданылуына байланысты орамаларды тізбектей немесе параллель қосады. Параллель қосқанда құрал амперметр ретінде қолданылады.

Электр-динамикалық жүйедегі құралдар тұрақты және айнымалы ток тізбектерінде қолданылады (электр-динамикалық ваттметр).



Құралдардың артықшылықтары: 1) айнымалы және тұрақты токта өлшей алады; 2) өлшеу дәлдігі жеткілікті. кемшіліктері: 1) шкаласы бірқалыпсыз; 2) сыртқы магнит өрістеріне және артық жүктеулерге тәуелді.
Өлшеу дәлдігі бойынша
ГОСТ бойынша құралдардың келесі дәлдік кластары белгіленген: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Құралдың дәлдік класы абсолют қателік өлшеу шегінің қанша процентін құрайтынын көрсетеді


(1)
Осы қатынастың көмегімен құралдың абсолют қателігін анықтауға болады
(2)
Ол берілген электрөлшеуіш құралдардың шкаласының бойында бірдей болады.

Өлшенетін шама неғұрлым үлкен болса, салыстырмалы қателік


(3)
соғұрлым аз болады. Сондықтан өлшеу жүргізген кезде құралдың тілшесі шкаланың екінші жартысында болатындай өлшеу шегін таңдау қажет.
Көп шекті құралдар
Өлшенетін шаманың шектерін өзгерту үшін электр сұлбасын ауыстырып –қосуға болатын құралдар көп шекті құралдар деп аталады. Мысалы, амперметрдің шегін өзгерту үшін Rш шунттар қолданылады. Шунттар құралға параллель қосылады. Ал вольтметр үшін қосымша Rқос кедергі қосылады. Ол құралға тізбектей қосылады.



(4)
(5)
(6)
мұндағы .

30.5 сурет


(7)
(8)
(9)
(10)
мұндағы .
Екі жағдайда да n – құралдың бөлік құны қанша өзгеретінін көрсететін сан.

Көп шекті құралдарды қолдану өлшеу дәлдігін арттыруға мүмкіндік береді, себебі өлшенетін шаманың шектік мәнін азайта отырып, өлшеудің абсолют және салыстырмалы қателіктерін азайтуға болады.

Құралдың әрбір өлшеу шегінде өзіне сәйкес бөлік құны С болатындығын естен шығармау керек. Құралдың бөлік құны былай анықталады

(11)
мұндағы ашек – қойылған шектің мәні, N – шкаланың жалпы бөліктер саны. Бөлік құны құралдың шамасының мәнін анықтайды.

Құралдың беткі жағында шартты белгілер болады. Олар құралдың жұмыс істеу приципі, ток тегі және т.б. Негізгі шартты белгілер кестеде көрсетілген.




Шартты белгілері

Мазмұны және мағынасы

Шарт белгілері

Мазмұны




Магнит-электрлік жүйедегі құрал

,


Құрал вертикаль қалыпта жұмыс істейді




Электр-магниттік жүйедегі құрал


,



Құрал горизонталь қалыпта жұмыс істейді




Электр-динамикалық жүйедегі құрал




Құралдың изоляциясы 2 кВ кернеуде тексерілді




Тұрақты токты құрал

1,5;

Құралдың дәлдік класы 1,5%




Айнымалы токты құрал




Тұрақты және айнымалы токтағы құрал



  1   2   3


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет