מדוע אתה צריך להתאים את ההתנגדות לאפס כאשר מד האוהם מעביר הילוך?

מדוע אתה צריך להתאים את ההתנגדות לאפס כאשר מד האוהם מעביר הילוך?

1. עקרון

חבר את ערכת הסוללות, מד הזרם והריאוסטט בסדרה כדי ליצור את המעגל הפנימי של מד האוהם.

1) מצב מדידה

חבר את ההתנגדות שיש למדוד בין שני מובילי הבדיקה של האוהממטר, ואז ערכת הסוללה, מד הזרם, הריאוסטט וההתנגדות שיש למדוד יוצרים מעגל סגור, הזרם במעגל משתנה עם שינוי ההתנגדות שיש למדוד, וערך קנה המידה הנוכחי של מד הזרם משתנה למתאים ערך קנה המידה של ההתנגדות החיצונית ניתן לקרוא ישירות ממד האוהם כדי למדוד את ערך ההתנגדות של ההתנגדות.

Rx=εI-(r plus Rg plus R)

דוגמה מד זרם רגיש עם זרם הטיה מלא של IG=100μA והתנגדות פנימית של Rg=100(Ω), ערכת סוללות עם כוח אלקטרו-מוטורי של ε=1.5V, התנגדות פנימית של r=0.1(Ω), ו-rheostat עם התנגדות כוללת של R=I8KΩ חבר אותם בסדרה וכוון את ה-rheostat ל-R=14.9 (KΩ) , כלומר, להרכיב לתוך אוהםמטר. ערך ההתנגדות שיש למדוד המתאים לכל ערך נוכחי מחושב מהנוסחה לעיל כפי שמוצג בטבלה:

סמן את ערך ההתנגדות המתאים שיש למדוד בכל סולם זרם על החוגה, ולאחר מכן קרא את ערך ההתנגדות שיש למדוד ישירות.

2) מצב התאמה אפס

①התאמת אפס מכנית

כאשר שני מובילי הבדיקה מופרדים, כלומר כאשר ההתנגדות שיש למדוד היא אינסופית, עוצמת הזרם בזמן זה היא אפס לפי חוק אוהם. כלומר, כאשר שני מובילי הבדיקה מופרדים, המצב המצוין על ידי מצביע המונה צריך להיות זרם אפס ואוהם אינסופי. עם זאת, מסיבות שונות, כאשר שני מובילי הבדיקה מופרדים, מצביע מד הזרם לעיתים אינו מצביע על סולם זרם אפס, המצריך כוונון אפס מכני. סובב את בורג כוונון האפס המכני עם מברג כדי להניע את המצביע לסיבוב, כך שהמצביע יצביע על סולם האוהם האינסופי.

② התאמת אפס אוהם

כאשר שני מובילי הבדיקה קצרים, על פי חוק אוהם, ניתן להטות את מד הזרם באופן מלא על ידי כוונון ריאוסטט ההזזה, כלומר, המצביע מצביע על סולם הזרם ההטיה המלא של מד הזרם, כלומר, האפס- סולם אוהם. כלומר, כאשר שני מובילי הבדיקה קצרים, המצב המצוין על ידי המצביע של מד הזרם צריך להיות זרם הטיה מלאה והתנגדות אפס אוהם. אחרת, כוונן את הריאוסטט כך שהמצביע של מד הזרם יצביע על סולם הזרם ההטיה המלא, כלומר, סולם האפס אוהם, והתאמת האפס אוהם הושלמה.

2. התנגדות פנימית

1) ערך עיצובי

קצר את שני מובילי הבדיקה של מד האוהם, כלומר, מד האוהם נמצא במצב אפס כוונון. לפי חוק אוהם, ההתנגדות הפנימית של מד האוהם שווה ליחס בין הכוח האלקטרו-מוטיבי של ספק הכוח באוהם לזרם ההטיה המלאה של מד הזרם במד האוהם RΩ=ε /IG. אז לאחר שנבחרו מד הזרם והסוללה הרגישים המשמשים להרכבת מד האוהם, נקבעת ההתנגדות הפנימית של מד האוהם המורכב.

2) ערך בפועל

ההתנגדות הפנימית בפועל של מד האוהם מורכבת מההתנגדות הפנימית של ספק הכוח, ההתנגדות הפנימית של מד הזרם וההתנגדות של ריאוסטט המתכוונן אפס בסדרה, וערך ההתנגדות הכולל שלו צריך להיות שווה לערך התכנון. RΩ=r פלוס RG פלוס R. עלינו לבחור את ההתנגדות הכוללת של ריאוסטט הזזה באופן סביר כדי לעמוד בדרישות של ערך התכנון של ההתנגדות הפנימית של האוהםמטר.

3) ערך קנה מידה

כאשר ערך ההתנגדות של ההתנגדות הנמדדת שווה בדיוק להתנגדות הפנימית RΩ של האוהםמטר, ההתנגדות הכוללת של כל מעגל המדידה שווה לכפולה מההתנגדות הפנימית של האוהםמטר, והזרם הנמדד הוא מחצית מזרם ההטיה המלא של מד הזרם, כלומר, נקודות המצביע על לוח הסולם. חציון R? כתמים. כלומר, הסולם החציוני של מד האוהם מציין את ערך ההתנגדות הפנימית של מד האוהם R? כתם=RΩ.

3. שגיאה

1) שגיאת אספקת חשמל

לאחר שימוש ממושך במד האוהם, הכוח האלקטרו-מוטיבי של הסוללה יורד וההתנגדות הפנימית עולה. למרות שמד הזרם מוטה לחלוטין בעת ​​ביצוע כוונון אפס אוהם, שינוי זה הופך את ערך ההתנגדות לקריאה לגדול מהערך האמיתי של ההתנגדות הנמדדת.

הערך הסטנדרטי בתכנון של ההתנגדות הפנימית של מד האוהם נקבע על ידי הכוח האלקטרו-מוטיבי של הסוללה החדשה וזרם ההטיה המלא של מד הזרם: RΩ=ε/IG; היחס המתאים בין סולם ההתנגדות לזרם נקבע על ידי הערך הסטנדרטי של הכוח האלקטרו-מוטורי של הסוללה החדשה וההתנגדות הפנימית של האוהםמטר: RX *=ε/I-RΩ; כאשר הסוללה הישנה מותקנת, ההתנגדות הפנימית בפועל של מד האוהם קטנה מההתנגדות הפנימית הסטנדרטית לאחר כוונון אפס אוהם: RΩ*=ε`/IG; כאשר נעשה שימוש בסוללה הישנה, ​​הכוח האלקטרו-מוטיבי של ספק הכוח וההתנגדות הפנימית של מד האוהם והערך בפועל של ההתנגדות הנמדדת קובע את הזרם הנמדד I=ε`/(RΩ ​​plus RX) ב- טבלה, וארבע הנוסחאות לעיל נפתרות בו-זמנית

RX=εε'RX

ניתן לראות שככל שהכוח האלקטרו-מוטיבי של ספק הכוח יורד בהדרגה, הערך הנמדד של ההתנגדות גדל בהדרגה ביחס הפוך.

דוגמה הכוח האלקטרו-מוטיבי של סוללת אוהםמטר הוא 1.5 וולט. לאחר שימוש ממושך, הכוח האלקטרוני יורד ל-1.2V. השתמש בו כדי למדוד התנגדות. הערך הנמדד הוא 500Ω. מה הערך האמיתי של ההתנגדות?

פתרון: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1.5×500=400Ω

2) שגיאת קריאה

בשל יכולת ההתבוננות המוגבלת של בני האדם, תמיד יש שגיאות גיאומטריות בקריאות. תנו לסולם הזרם במיקום בפועל של המצביע להיות I, וסולם האוהם המתאים יהיה RΩ, וסולם הזרם במיקום המצביע הנצפה יהיה I`, וסולם האוהם המתאים יהיה RΩ`. ואז על ידי

RX=εI-RΩ ו-R'X=εI'-RΩ

קבל ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI

כלומר, δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI(IG-I)·ΔI

כלומר, δ=Θθ (Θ-θ) Δθ

ניתן לראות שסכום שני הגורמים של המכנה הוא מספר מסוים, כלומר זווית הסטייה המרבית, כך שכאשר שני הגורמים של המכנה שווים, טעות קריאת המוצר המקסימלית היא הקטנה ביותר.

כלומר, כאשר θ=Θ2, δ=δmin=4·ΔθΘ

לכן, בנקודת האמצע הגיאומטרית של קשת הסולם, השגיאה האוהמית הנגרמת על ידי פרלקסה גיאומטרית היא הקטנה ביותר.

יש לבחור את ההילוך המתאים כך שהערך המצוין של המצביע יהיה קרוב ככל האפשר לערך החציוני בלוח, כך שגיאת הקריאה ממוזערת.