Ústav fyzikální elektroniky PřF MU
Fyzikální praktikum pro nefyzikální obory
Pracovní list
Úloha 3: Měření proudu a napětí, vlastnosti elektrických přístrojů
Jméno: Naměřeno:
Skupina: Otestováno:
Měření elektrického napětí a proudu
1. Co by se stalo, kdybychom zapojili typický voltmetr do obvodu sériově?
2. Jaké důsledky by mělo zapojení typického ampérmetru paralelně s měřeným prvkem?
Měření odporu z Ohmova zákona
1. Jaká je systematická chyba v případě měření odporu metodou A při dosazení přímo měřených
hodnot do vztahu R = U/I? Námi spočtený odpor bude ve srovnání se skutečným odporem
systematicky větší menší, protože
2. Jaké je znaménko systematické chyby při vyhodnocení metody B bez korekce vlivu ampérmetru?
Zdůvodnění odpovědi:
3. Sestavte jednoduchý obvod s použitím zdroje proudu z obr. 9 v návodu, ve kterém bude zapojena
odporová dekáda s vhodným přednastaveným odporem. S použitím libovolného měřicího
přístroje změřte proud, který obvodem protéká, a napětí, které je na dekádě. S použitím Ohmova
zákona spočtěte odpor dekády a výsledek porovnejte s údajem na dekádě. Určete chyby měřeného
napětí i proudu a vypočtěte chybu odporu dekády.
U = I = R =
1
Poznámky k měření a výpočtu (např. schéma zapojení, naměřené hodnoty, chyby měřicích přístrojů,
výpočet chyby odporu, ...):
Měření vnitřního odporu ručkového měřicího přístroje
1. Změřte vnitřní odpor ampérmetru o rozsahu 100 µA metodou z Ohmova zákona. Pro měření
napětí použijte digitální voltmetr. U = I = ROhm =
Poznámky k měření a výpočtu (např. schéma zapojení, chyby měřicích přístrojů, výpočet chyby
odporu, ...):
2. Je třeba při metodě stanovení vnitřního odporu z Ohmova zákona korigovat vliv měřicích přístrojů,
tak, jak jsme to ukázali výše při měření odporu metodami A a B? ano ne
Zdůvodnění odpovědi:
3. Změřte vnitřní odpor ampérmetru substituční metodou. Rsubst =
Poznámky k měření a výpočtu (např. princip metody, schéma zapojení, výpočet chyby odporu,
přesnost metody, ...):
2
Změna rozsahu měřicích přístrojů
1. Spočtěte velikosti bočníků. které zvětší rozsah ampérmetru 100 µA na velikosti 0,5 mA, 1 mA
a 2 mA. Bočníky realizujte odporovou dekádou. Pomocí jiného ampérmetru ověřte správnou
funkci přístroje na nových rozsazích.
nový
rozsah
zvětšení
rozsahu
(n krát)a
vypočtený
odpor
bočníku [Ω]
nastavený
proud [mA] b
korigovaný
odpor
bočníku [Ω]c
0,5 mA
1,0 mA
2,0 mA
a
vůči ampérmetru rozsahu 100 µA
b
Proud čtený na kontrolním ampérmetru zapojeném v sérii se zkonstruovaným ampérmetrem.
c
Hodnota odporu nastavená na odporové dekádě, při níž je proud tekoucí kontrolním ampérmetrem
skutečně n násobkem proudu tekoucího ampérmetrem rozsahu 100 µA.
Poznámky k měření a výpočtu (např. schéma zapojení, výpočet potřebného odporu bočníku, ...):
2. Mějme analogový měřicí přístroj z výroby cejchovaný jako ampérmetr rozsahu 100 µA. Víme, že
přístroj má vnitřní odpor 2000 Ω. Kdybychom tento přístroj chtěli bez jakékoliv úpravy použít
jako voltmetr, jaký by byl jeho rozsah?
Zdůvodnění odpovědi:
Týž výpočet pro ampérmetr o rozsahu 100 µA z naší úlohy:
3
3. Spočtěte velikosti předřadníků. které umožní používat ampérmetr 100 µA jako voltmetr s rozsahy
5 V a 10 V. Předřadníky realizujte odporovou dekádou. Pomocí jiného voltmetru ověřte správnou
funkci přístroje na nových rozsazích.
nový
rozsah
zvětšení
rozsahu
(n krát)d
vypočtený
odpor
předřadníku
[Ω]
nastavené
napětí [V]e
korigovaný
odpor
předřadníku
[Ω]f
5 V
10 V
d
vůči voltmetru, který vznikne zapojením ampérmetru rozsahu 100 µA jako voltmetru bez
předřadníků
e
Napětí čtené na kontrolním digitálním voltmetru zapojeném paralelně se zkonstruovaným
voltmetrem.
f
Hodnota odporu nastavená na odporové dekádě, při níž je napětí na kontrolním voltmetru
skutečně n násobkem napětí na voltmetru, který vznikl zapojením ampérmetru 100 µA jako
voltmetru bez předřadníku.
Poznámky k měření a výpočtu (např. schéma zapojení, výpočet potřebného odporu předřadníku,
...):
Poznámky k úloze (pochopitelnost, užitečnost, náročnost, nejasnosti, ...):
4