Градуирование амперметра и вольтметра (стр. 1 )

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И СОЦИАЛЬНО - ПРАВОВОЙ ЗАЩИТЫ ДЕТСТВА АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА НИЖНЕГО НОВГОРОДА

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 63 С УГЛУБЛЁННЫМ ИЗУЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ»

Научное общество учащихся

Градуирование амперметра и вольтметра

  Выполнил: Димаков Максим

  ученик 8т класса

  Научный руководитель:

 

  учитель физики

  первой квалификационной

  категории

г. Нижний Новгород

2014

Содержание

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...3

ГЛАВА 1.Основные законы постоянного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5

  1.1. Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. . . . . . ..5

  1.2. Последовательное и параллельное соединение проводников. . . . .6

  1.3. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. . . . . . . . . . .7

ГЛАВА 2. Устройство и принцип действия измерительных приборов. . . 9

2.1.  История создания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.  Принцип действия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Разновидности устройства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Применение измерительных приборов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

  2.4.1. Амперметр. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

  2.4.2. Вольтметр. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

  2.5.  Современное состояние приборостроения. . . . . . . . . . . . . . . . . .13

  2.6.  Необходимость измерений и испытаний. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

ГЛАВА 3. Исследовательская часть. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

  3.1.Исходные данные и общие расчеты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

  3.2.Градуирование амперметра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

  3.3Градуировнаие вольтметра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Фотографии проведённых работ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Введение

Актуальность темы: Жизнь современного человека невозможно представить без электричества. Промышленность, сельское хозяйство, наука, медицина, радио и телевидение, интернет, многочисленные виды связи, бытовые приборы и устройства, системы отопления и кондиционирования воздуха, освещение городских улиц и автодорог – это лишь незначительная доля применения электричества в современном мире. И естественно, что прекращение энергообеспечения даже на незначительный период времени приводит к полному параличу жизнедеятельности человека, что происходит не так уж и редко. В ту пору, когда электричество еще не было открыто, человек был чрезвычайно ограничен в своих возможностях. Огромное число идей, замыслов и изобретений не могли быть реализованы из-за отсутствия в те времена существующей ныне электроники. Открытие электротока произвело настоящий переворот в существовании и мировоззрении всего человечества. Благодаря этому бесценному и уникальному открытию, люди, жившие в тот момент времени, получили возможность стремительно развиваться, достигать новых высот в науке и технике. Человек получил возможность делать свою жизнь значительно более комфортной, удобной, эффективной и радостной. Основной пик работ и исследований, связанных с открытием электрического тока приходится на период с конца XIX века до начала XX века. Этот период чрезвычайно богат бесценными и удивительными открытиями и изобретениями в данной области. Именно в этот период была заложена прочная научная база, которая дала возможность стремительно развиваться электроэнергетике и достичь современного высочайшего уровня ее развития практически во всем мире. Вследствие того, что значение электричества во всех сферах жизнедеятельности современного общества просто колоссально, то проблемы стабильного и качественного энергоснабжения; надежной и устойчивой передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям; проблемы бесперебойного функционирования разнообразного электротехнического оборудования являются чрезвычайно важными и актуальными на сегодняшний момент времени. В качественном, стабильном и бесперебойном энергообеспечении на сегодняшний момент времени крайне нуждаются промышленные и сельскохозяйственные предприятия, правительственные, финансово-экономические и оборонные структуры, научно-исследовательские центры, учреждения здравоохранения и образования. Невозможно назвать ту область современной жизнедеятельности человека, где бы не использовалась электроэнергия. Поэтому от качественной, эффективной и оперативной работы структур, обеспечивающих бесперебойное снабжение электроэнергией многочисленных объектов народного хозяйства, зависит, в высшей степени, благополучное и успешное существование человеческого общества.

Область исследования: законы постоянного тока (основы электродинамики)

Предмет исследования: зависимость силы тока и напряжения от сопротивления.

Проблема: Определение точности измерительных приборов.

Цели: Цель моей работы - исследовать законы постоянного тока, зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, проградуировать шкалу амперметра и вольтметра.

Задачи данной работы:

1. Изучить условия возникновения и свойства электрического тока, законы постоянного тока.

2. Изучить методы измерения силы тока и напряжения электрического тока с помощью амперметра и вольтметра.

3. Используя доступные методы, измерить ЭДС и внутреннее сопротивление тока, осуществить градуирование амперметра и вольтметра.

4. Представить в виде таблиц и графиков результаты расчётов, измерений значений силы тока и напряжения, способствующие градуированию амперметра и вольтметра.

5. Сравнить результаты исследований и данные на заводской шкале приборов.

Методы исследования: сбор информации, анализ, обобщение, изучение теоретического материала, проведение лабораторных работ.

Моя работа состоит из трех глав. В первой главе мною были рассмотрены основные теоретические вопросы, определения и законыпостоянного тока. Во второй главе я описал подробно устройство, принцип действия и применение измерительных приборов (амперметра, вольтметра и гальванометра). В третьей главе описано содержание, таблицы и графики основных исследований связанных с градуированием амперметра и вольтметра. В своей работе я использовал учебную, научную и монографическую литературу различных авторов.

Глава 1 Основные законы постоянного тока.

1.1 Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи.

Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц.

За направление тока принято направление движения положительных зарядов.

Электрический ток вызывает нагревание проводника. Вокруг проводника с током существует магнитное поле. Электрический ток способен оказывать химическое действие.

Для создания постоянного тока в цепи необходим источник тока. Сторонние силы, разделяя электрические заряды внутри источника, создают накопление их на полюсах. Если замкнуть полюсы источника проводами с нагрузкой, то по ней потечет ток.

Сила тока - заряд, переносимый через поперечное сечение проводника в единицу времени:

При токе 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит заряд 1 Кл.

За время Дt через поперечное сечение проводника S проходят заряженные частицы, содержащиеся в объеме

где  - их средняя скорость направленного движения.

Если заряд каждой частицы равен q0, а их концентрация n, то общий заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t равен

Отсюда сила тока

Электрический ток возникает при наличии свободных заряженных частиц и электрического поля.

Концентрация свободных носителей заряда в проводниках существенно выше, чем в диэлектриках. Для создания стационарного электрического поля внутри проводника между его концами должна поддерживаться разность потенциалов. Если она длительное время остается неизменной, то по проводнику проходит постоянный электрический ток.

Закон Ома для участка цепи

Сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению  U  и обратно пропорциональна сопротивлению проводника  R :

I=U/R

Сопротивление проводника равно 1 Ом, если при напряжении 1 В через него течет ток 1 А. Сопротивление R проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади поперечного сечения S:

где с - удельное сопротивление материала

1.2 Последовательное и параллельное соединение проводников.

При последовательном соединении двух проводников:  I=I1=I2, U=U1+U2

Разделив второе равенство на первое, получаем:

Так как I=U1/R1=U2/R2

То U 1/U 2=R 1/R 2

При параллельном соединении двух проводников: