Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №16

Исследование метрологических возможностей мультиметра
По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)

Выполнил: студент гр., ТЭ-20 Спиридонов М.А.

(шифр группы) (подпись) (Ф. И. О.)

Дата:

Проверил

(должность) (подпись) (Ф. И. О.)

Санкт-Петербург

Ӏ. Цель работы

измерение электрических величин и температуры с помощью мультиметра.

ӀӀ. Краткое теоретическое содержание

Явление, изученное в процессе работы: движение заряженных частиц в цепи.

Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Электрический ток - направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.

Индуктивность - коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и полным магнитным потоком, называемым также потокосцеплением, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.

Сопротивление - физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.

Емкость - характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

Сила тока - скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени, в течение которого шел ток.

---

Напряжение - физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.

Мультиметр - прибор, который служит для измерения основных электрических величин: силы тока, напряжения, сопротивления, электроёмкости, индуктивности, частоты электрического тока и др., а также для измерения температуры.

Законы и соотношения, описывающие изучаемы процессы, на основании которых получены расчетные формулы, Пояснения к физическим величинам и их единицам измерений:

Закон Ома:

(1)

R – внешнее сопротивление [Ом];

I – сила тока [А];

ε– ЭДС источника тока [В];

ӀӀӀ. Схема установки



Установка состоит из источника питания (0 – 600 В); трех резисторов разного сопротивления и соединительных проводов. В качестве амперметра и вольтметра служит мультиметр подключенный к цепи последовательно (амперметр), а затем параллельно (вольтметр).

ӀV. Расчетные формулы

1. 
   I – сила тока в проводнике, А.
   

(2)

I – сила тока в проводнике, А.

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), В.

R –сопротивление проводника, Ом.

2. 
   Внутреннее сопротивление, МОм.
   

(3)

Где U – напряжение источника напряжения, В;

U_v - некоторая величина напряжения, меньше чем U, В;

R – высокоомное сопротивление вольтметра, МОм

V. Погрешность прямых измерений

1. 
   Погрешность прямых измерений сопротивления, Ом.
   

0,01 кОм

2. 
   Погрешность прямых измерений индуктивности, мГн.
   

0,001 мГн

3. 
   Погрешность прямых измерений силы тока, А.
   

0,001 мА

4. 
   Погрешность прямых измерений электроемкости, мкФ
   

---

0,01 мкФ

5. 
   Погрешность прямых измерений напряжения, В.
   

6. 
   Погрешность прямых измерений температуры
   

Абсолютная погрешность косвенных измерений

Абсолютная погрешность измерений сопротивления, Ом.

(4)

Где - сопротивление цепи, Ом.

-погрешность напряжения, В.

– напряжение, В.

– погрешность силы тока, А.

-сила тока, А.

Абсолютная погрешность внутреннего сопротивления мултиметра, Мом.

(5)

Где внутреннее сопротивление, Мом.

– абсолютная погрешность измерения напряжения, В.

напряжение, В.

Измеряемые величины	Сопротивление			Емкость	Индуктивность
	10,73 кОм	14,97 кОм	82,6 кОм	4,58 мкФ	0,177 мкГн
Положение переключателей и соединительных проводов	20 кОм	20 кОм	200 кОм	20 мкФ	20 мкГн
Абсолютная погрешность прямого измерения	0,01кОм	0,01кОм	0,01кОм	0,01 мкФ	0,001 мкГн
Относительная погрешность прямого измерения, %	0,093%	0,067%	0,012%	0,22%	0,574%

---

VI. Графический материал

Таблица 1

Результаты измерений электрических величин мультиметром.

Таблица 2

Результаты измерений токов и напряжений мультиметром в электрической схеме.

Элемент схемы Физическая величина	10кОм	15 кОм	82кОм
Сила тока, мА	0,06	0,05	0,11
Напряжение, В	0,69	0,69	9,2
Расчетное значение сопротивление, кОм	11,5	13,8	83,6

Таблица 3

Результаты измерений температуры

Параметр/порядковый номер измерения	1	2	3	4
Время, с	0	300	600	900
Температура, °С	38	32	29	27

График функции 1

Зависимость температуры от времени


Пример расчета результатов эксперимента

Вычисления

Пример вычисления для таблицы №1, для сопротивления



Для остальных величин идентично.

Пример вычислений для таблицы №2, опыта №1

кОм



Вычисление внутреннего сопротивления мультиметра в режиме вольтметра





Результат

Экспериментальное значение сопротивление резисторов,

---

0,01) кОм

0,01) кОм

0,01) кОм

Экспериментальное значение электроёмкости, С=(4,58±0,01) мФ

Экспериментальное значение индуктивности, L=(0.177±0.001) мГн

Расчетное значение сопротивление кОм

кОм

кОм

Внутреннее сопротивление

Сравнительная оценка результата

Теоретическое значения сопротивлений 10кОм, 15 кОм, 82кОм

Расхождение теоретических и экспериментальных







Расхождение теоретических и расчетных







Расхождение экспериментальных и расчетных







Вывод

В ходе лабораторной работы были измерены электрические величины и температура, были изучены метрологические возможности мультиметра, были измерены и посчитаны сопротивления трех резисторов, с известным сопротивлением. Меньше расхождение с теоретическим значением получилось при измерении сопротивления при помощи мултиметра (экспериментальное значение сопротивления). Расхождение экспериментальных и расчетных значений сопротивления для

---

Смотрите также файлы

• Занятие 1 Политическая власть сущность и свойства.docx

• Задачи к билетам для проведения зачетов по гдзс.docx

• Полупроводниковые датчики температуры.docx

• Рассмотрена утверждаю.docx

• Министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования тюменский индустриальный университет.docx