Исследование электроизмерительных приборов. Использование гальванометра в качестве амперметра и вольтметра

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого занятия

«Лабораторная работа №1

Исследование электроизмерительных приборов. Использование гальванометра в качестве амперметра и вольтметра»

2017

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

Содержание и ход занятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Закрепление материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Итоги занятия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

Домашнее задание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Послесловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ПРЕДИСЛОВИЕ

Широкое развитие высоких технологий электротехники, электрооборудования, электроники и микроэлектроники повышает требования к знаниям специалиста в области электротехнических материалов. Возрастание роли техники и технического знания в жизни общества характеризуется зависимостью науки от научно-технических разработок, усиливающейся технической оснащенностью, созданием новых методов и подходов, основанных на техническом способе решения проблем в разных областях знания. На данном занятии учащиеся познакомятся с устройством и принципом действия гальванометра. Научится подключать амперметр и вольтметр на базе гальванометра, а также опытным путем научатся измерять силу тока и падение напряжения в цепи.

Учебный материал занятия направлен на формирование у студентов компетенции, включающей в себя способность понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

СОДЕРЖАНИЕ И ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационная часть (3 мин.):

1.1 Приветствие студентов;

1.2 Проверка присутствия студентов на занятии, проверка подготовки аудитории к занятию.

2. Постановка темы и цели занятия, мотивация учебной деятельности (3 мин.).

2.1 Тема лабораторной работы:

Исследование электроизмерительных приборов. Использование гальванометра в качестве амперметра и вольтметра.

2.2 Цель лабораторной работы:

Познакомиться с устройством и принципом действия гальванометра. Научиться подключать амперметр и вольтметр на базе гальванометра. Научиться измерять силу тока и падение напряжения в цепи.

2.3 Мотивация учебной деятельности студентов.

Все, что связано с электричеством, требует периодического контроля технических характеристик, обслуживания и ремонта. В этой работе не обойтись без различных приборов, с помощью которых можно измерить те или иные характеристики. В процессе выполнения лабораторной работы вы научитесь использовать электроизмерительные приборы. Познакомитесь с устройством и принципом действия гальванометра, научитесь собирать электрические цепи, подключать амперметр и вольтметр на базе гальванометра. Научитесь измерять силу тока и падение напряжения в цепи.

3. Ход работы:

1. Входной контроль.

2. Получение задания согласно варианту и изучение его содержания.

3. Выполнение задания.

4. Оформление отчета.

5. Сдача отчета преподавателю.

4. Входной контроль.Актуализация опорных знаний студентов (7 мин).

Вспомнить ранее изученный материал.

Вопрос № 1:

Назвать известные вам измерительные приборы и их классификация.

Ответ:

Измерительный прибор - это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем.

Меры и приборы подразделяются на образцовые и рабочие. Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений. Рабочие меры и приборы служат для практических измерений.

Классификация электроизмерительных приборов

Электроизмерительные приборы можно классифицировать по следующим признакам:

• методу измерения;

• роду измеряемой величины;

• роду тока;

• степени точности;

• принципу действия.

Существует два метода измерения. Классификация электроизмерительных приборов по методу измерения:

1. Метод непосредственной оценки, заключающийся в том, что в процессе измерения сразу оценивается измеряемая величин.

2. Метод сравнения, или нулевой метод, служащий основой действия приборов сравнения: мостов, компенсаторов.

Классификация электроизмерительных приборов по роду измеряемой величины:

• для измерения напряжения (вольтметры, милливольтметры, гальванометры);

• для измерения тока (амперметры, миллиамперметры, гальванометры);

• для измерения мощности (ваттметры);

• для измерения энергии (электрические счетчики);

• для измерения угла сдвига фаз (фазометры);

• для измерения частоты тока (частотомеры);

• для измерения сопротивлений (омметры).

Классификация электроизмерительных приборов по роду тока:

• постоянного;

• переменного однофазного;

• переменного трехфазного тока</<font face="Times New Roman, serif">.

Классификация электроизмерительных приборов по степени точности: по степени точности приборы подразделяются на следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; и 4,0. Класс точности не должен превышать приведенной относительной погрешности прибора, которая определяется по формуле:

где А - показания поверяемого прибора; А₀ - показания образцового прибора; A_max - максимальное значение измеряемой величины (предел измерения).

Вопрос № 2:

Объяснить, что называют ценой деления прибора.

Ответ:

Ценой деления прибора называют значение физической величины, приходящееся на наименьшее деление данного участка шкалы прибора.

Чтобы определить цену делений шкалы, нужно:

1)выбрать на шкале два ближайших оцифрованных штриха

2)сосчитать количество делений между ними

3)разность значений около выбранных штрихов разделить на количество делений.

Вопрос № 3:

Объяснить назначение гальванометра.

Ответ:

Гальванометрами назыаются приборы, которые служат для измерения слабых токов (до 10-11 А), малых напряжений (до 10-8 В) и количества электричества (до 10-9 Кл), протекающего в цепи за промежуток времени, значительно меньший, чем период собственных колебаний рамки гальванометра.

Вопрос № 4:

Объяснить устройство и принцип действия гальванометра.

Ответ:

Принцип действия гальванометра магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и тока, протекающего в обмотке подвижной рамки.

Вопрос № 5:

Объяснить назначение амперметра и вольтметра.

Ответ:

Амперметр - это электроизмерительный прибор, предназначенный для фиксации силы постоянного либо переменного тока, протекающего в цепи. Амперметр подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как ток, который он измеряет зависит от сопротивления элементов цепи, то сопротивление амперметра должно быть максимально низким (очень маленьким). Это позволяет уменьшить влияние амперметра на измеряемую цепь и повысить точность измерений.

Вольтметр предназначается для измерения напряжения или электродвижущей силы (ЭДС) на участках электрических цепей.

4. Выполнение лабораторной работы (54 мин).

Получение задания согласно варианту и изучение его содержания.

Выполнения задания.

Изучение задания и последовательность его выполнения.

Инструктаж по технике безопасности.

1. Освободите рабочее место от всех ненужных для работы предметов. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном преподавателем.

2. Проверьте наличие и надежность крепления приборов и другого оборудования, необходимого для выполнения задания.

3. Нельзя, без разрешения преподавателя, переставлять с одного стола на другой оборудование. Выполнять только ту работу, которая предусмотрена заданием или поручена преподавателем.

4. Начинать выполнять задания только с разрешения преподавателя.

5. Подключать цепь к источнику питания можно только с разрешения преподавателя.

6. При проведении опытов присоединения приборов и переключения цепи делается только при отключенном напряжении источника питания.

7. Категорически запрещается оставлять без присмотра или переносить включенные электронагревательные приборы.

8. Во время работы четко выполняйте все правила, указанные выше, а также текущие рекомендации преподавателя.

9. Не старайтесь самостоятельно устранять неполадки в работе аппаратуры. Если вы обнаружили неисправность в электрических устройствах, находящихся под напряжением, немедленно отключите ток и сообщите преподавателя.

1. Собрать установку для проведения опыта.

1.Амперметр с диапазоном измерения 0-3мя, схема измерения тока, протекающего через светодиод.

2. Вольтметр с диапазоном измерения 0-3В, схема измерения падения напряжения на светодиодах.

2. Обработка данных наблюдений.

1.Собрать электрическую цепь (1.Амперметр с диапазоном измерения 0-3 В ), измерить ток, протекающий через светодиод. Замкнуть выключатель. Рассчитать цену деления и определить показания прибора. Результат записать в таблицу.

2.Собрать электрическую цепь (2.Вольтметр с диапазоном измерения 0-3В) измерения падения напряжения на светодиодах. Рассчитать цену деления и определить показания прибора. Результаты обработать и записать в таблицу.

Таблица результатов измерений и расчетов:

№

Электрическая цепь на базе гальванометра (1,2)

диапазон измерения

цена

деления

результат измерения

опред физ.вел.

единицы измерения

1

Амперметр

2

Вольтметр

4.3 Оформление отчета

Отчет должен содержать:

-тему работы;

- цель работы;

- задание с исходными данными;

- расчеты, схемы, объяснения и выводы в соответствии с разделом.

4.4.Сдача отчета преподавателю

Защита работы проводится индивидуально. При этом принимается во внимание правильность расчетов, полнота объяснений и обоснованность выводов к ним, тщательность построения схем, правильность оформления отчета и оценивается с учетом ответов на вопросы выходного контроля.

Вопросы выходного контроля

1. Объяснить назначение гальванометра, амперметра и вольтметра.

2. Объяснить устройство и принцип действия гальванометра.

3. Объяснить, что называют ценой деления и погрешностью прибора.

4. На цифровом приборе все показания видно сразу, не нужно делать никаких расчетов. Почему они не вытеснили приборы со стрелкой?

5. Есть приборы, которые могут измерять и постоянное и переменные напряжения. Там тоже стоит магнитоэлектрический гальванометр?

5. ИТОГИ ЗАНЯТИЯ (4 мин.)

4.1 Выводы: проверка заполненных таблиц.

4.2 Объявление оценок (2 мин.).

5 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (3 мин.)

Выполнить по 5 слайдов презентации на тему «Электрическая емкость проводника и конденсатора ».

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Активизация учебно-познавательной деятельности студентов всегда была и остается актуальной. Она заключается в целенаправленной деятельности преподавателя с целью разработки и применения такого содержания, форм, методов, приемов и средств обучения, которые способствуют повышению познавательного интереса, активности, творчества, самостоятельности в получении знаний, формировании умений и навыков, использование их на практике.

Понимание сущности и социальной значимости своей будущей профессии, даст возможность студентам проявлять к ней устойчивый интерес, организовывать собственную деятельность, осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Использование информационно-коммуникационных технологий в профессиональной деятельности, умение работать в коллективе и в команде, умение брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий ‒ являются основными требованиями, предъявляемыми к результатам освоения программы подготовки специалистов среднего звена по специальности 13.02.02 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»