Для чого, коли омметр перемикає передачі, потрібно доводити опір до нуля?
1. Принцип
З’єднайте послідовно акумуляторну батарею, амперметр і реостат, щоб утворити внутрішнє коло омметра.
1) Стан вимірювання
Підключіть опір, який потрібно виміряти, між двома випробувальними проводами омметра, потім акумулятор, амперметр, реостат і опір, який потрібно виміряти, утворюють замкнутий ланцюг, струм у колі змінюється зі зміною опору, який потрібно виміряти, і поточне значення шкали амперметра змінюється на відповідне. Значення шкали зовнішнього опору можна безпосередньо зчитати з омметра, щоб виміряти значення опору опору.
Rx=εI-(r плюс Rg плюс R)
Приклад Чутливий амперметр із повним струмом зміщення IG=100мкА та внутрішнім опором Rg=100(Ω), акумуляторна батарея з електрорушійною силою ε=1,5 В, внутрішній опір r=0.1(Ω) і реостат із загальним опором R=I8KΩ З’єднайте їх послідовно та налаштуйте реостат на R=14.9 (KΩ) , тобто зібрати в омметр. Значення опору, яке необхідно виміряти для кожного значення струму, обчислюється за наведеною вище формулою, як показано в таблиці:
Позначте відповідне значення опору, яке потрібно виміряти, на кожній шкалі струму на циферблаті, а потім прочитайте значення опору, яке потрібно виміряти безпосередньо.
2) Стан регулювання нуля
①Механічне регулювання нуля
Коли два випробувальні дроти розділені, тобто коли опір, який потрібно виміряти, нескінченний, сила струму в цей момент дорівнює нулю відповідно до закону Ома. Тобто, коли два випробувальні дроти розділені, стан, який вказує стрілка лічильника, має бути нульовим струмом і нескінченним значенням Ом. Однак з різних причин при роз'єднанні двох випробувальних проводів стрілка амперметра іноді не вказує на шкалу нульового струму, що вимагає механічного налаштування нуля. Поверніть механічний гвинт налаштування нуля за допомогою викрутки, щоб повернути покажчик, щоб покажчик вказував на нескінченну шкалу Ом.
② Регулювання нуля Ом
Коли два випробувальні дроти замкнуті накоротко, відповідно до закону Ома, амперметр може бути повністю зміщений шляхом регулювання ковзного реостата, тобто стрілка вказує на повну шкалу струму зміщення амперметра, тобто нульовий шкала Ом. Тобто, коли два випробувальні дроти замкнуті накоротко, стрілка амперметра має показувати стан повного струму зміщення та нульовий опір. В іншому випадку відрегулюйте реостат так, щоб стрілка амперметра вказувала на шкалу повного струму зміщення, тобто шкалу нуля Ом, і налаштування нуля Ом завершено.
2. Внутрішній опір
1) Проектне значення
Замкніть накоротко два випробувальні дроти омметра, тобто омметр знаходиться в стані налаштування на нуль. Відповідно до закону Ома, внутрішній опір омметра дорівнює відношенню електрорушійної сили джерела живлення в омметрі до повного струму зміщення амперметра в омметрі RΩ=ε /IG. Отже, після вибору чутливого амперметра та батареї, яка використовується для складання омметра, визначається внутрішній опір зібраного омметра.
2) Фактична вартість
Фактичний внутрішній опір омметра складається з внутрішнього опору джерела живлення, внутрішнього опору амперметра та опору реостата встановлення нуля, які послідовно з’єднані, а його загальне значення опору має дорівнювати розрахунковому значенню. RΩ=r плюс RG плюс R. Ми повинні розумно вибрати загальний опір ковзного реостата, щоб відповідати вимогам розрахункового значення внутрішнього опору омметра.
3) масштабне значення
Коли значення опору виміряного опору точно дорівнює внутрішньому опору RΩ омметра, загальний опір усієї схеми вимірювання дорівнює подвоєному внутрішньому опору омметра, а виміряний струм становить половину повного струму зміщення амперметра, тобто вказівки стрілки на шкалі. Медіана R? плями. Тобто середня шкала омметра вказує на значення внутрішнього опору омметра R? Пляма=RΩ.
3. Помилка
1) Помилка живлення
Після тривалого використання омметра електрорушійна сила акумулятора зменшується, а внутрішній опір збільшується. Незважаючи на те, що амперметр повністю зміщений під час виконання налаштування нуля Ом, ця зміна робить зчитане значення опору більшим за реальне значення виміряного опору.
Розрахункове стандартне значення внутрішнього опору омметра визначається електрорушійною силою нової батареї та повним струмом зміщення амперметра: RΩ=ε/IG; відповідне співвідношення між шкалою опору та струмом визначається стандартним значенням електрорушійної сили нової батареї та внутрішнім опором омметра: RX *=ε/I-RΩ; коли встановлено стару батарею, фактичний внутрішній опір омметра менший за стандартний внутрішній опір після налаштування нуля Ом: RΩ*=ε`/IG; коли використовується стара батарея, електрорушійна сила джерела живлення та внутрішній опір омметра та фактичне значення виміряного опору визначає виміряний струм I=ε`/(RΩ плюс RX) у таблиці, а наведені вище чотири формули розв’язуються одночасно
RX=εε'RX
Видно, що в міру того, як електрорушійна сила джерела живлення поступово зменшується, виміряне значення опору поступово зростає в оберненій пропорції.
Приклад. Електрорушійна сила батареї омметра становить 1,5 В. Після тривалого використання електрорушійна сила падає до 1,2 В. Використовуйте його для вимірювання опору. Виміряне значення становить 500 Ом. Яке дійсне значення опору?
Рішення: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1,5×500=400Ω
2) Помилка читання
Через обмежену здатність людини спостерігати, у показаннях завжди є геометричні помилки. Нехай поточна шкала в фактичному положенні покажчика дорівнює I, а відповідна шкала Ом дорівнює RΩ, а шкала струму в спостережуваному положенні покажчика дорівнює I`, а відповідна шкала Ом дорівнює RΩ`. Потім через
RX=εI-RΩ та R'X=εI'-RΩ
Отримати ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI
Тобто δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI
Тобто δ=Θθ (Θ-θ) Δθ
Видно, що сума двох множників знаменника є певним числом, тобто максимальним кутом відхилення, тому, коли два множники знаменника рівні, максимальна похибка читання продукту є найменшою.
Тобто, коли θ=Θ2, δ=δmin=4·ΔθΘ
Тому в геометричній середині дуги шкали омічна похибка, викликана геометричним паралаксом, є найменшою.
Необхідно вибрати відповідну передачу, щоб показане значення покажчика було якомога ближче до середнього значення на панелі, щоб мінімізувати помилку читання.
