ГДЗ по технологии 8-9 класс Глозман, номер §38 ПМ 1

§ ПМ Практическая работа № . Электрические измерения

Практическая работа № 23 «Измерительные приборы: амперметр, вольтметр, омметр (авометр)».
Цель работы: ознакомиться с мультиметром, изучить приёмы работы с вольтметром, амперметром и омметром.
Оборудование и материалы: универсальный источник питания, лампа накаливания, резистор, ключ, предохранитель, набор проводов и перемычек, стрелочный авометр, цифровой мультиметр.
Порядок выполнения работы

Изучите панель мультиметра (рис. 6.20).
Зарисуйте в тетради схему измерения напряжений универсального источника питания и произведите измерения с помощью мультиметра на постоянном и переменном токе (рис. 6.21).
С помощью омметра измерьте сопротивление постоянного резистора $R_0$ и запишите полученный результат в таблицу 6.2.
Зарисуйте в тетради принципиальную электрическую схему для определения сопротивления резистора с помощью миллиамперметра и вольтметра (рис. 6.22).
Соберите цепь по схеме (рис. 6.22) и измерьте силу тока в цепи $I$ и напряжение $U$ на резисторе. Вычислите сопротивление резистора по формуле $R=\frac{U}{I}$ . Сопоставьте рассчитанную величину $R$ с ранее полученными показаниями омметра $R_0$ .
Повторите измерение сопротивления резистора на переменном токе, предварительно сделав необходимые переключения на измерительных приборах и заменив в схеме источник постоянного напряжения источником переменного напряжения. С помощью закона Ома рассчитайте значение сопротивления $R_{\sim}$ и сравните результат с полученными ранее величинами $R_0$ и $R$ .
Таблица 6.2: $I$ ; $U$ ; $R$ ; $R_0$ ; $R_{\sim}$ .
Измерьте цифровым омметром сопротивление лампы накаливания $R_0$ в нерабочем состоянии (лампа не светится) и занесите результат в таблицу 6.3.
Нарисуйте в тетради принципиальную электрическую схему соединения источника питания, лампы накаливания, элемента управления и элемента защиты, дополнив её амперметром для измерения силы тока в цепи и вольтметром для измерения напряжения на лампе накаливания (рис. 6.23).
Соберите электрическую цепь по схеме (рис. 6.23) и измерьте напряжение на лампе $U$ и силу тока в ней $I$ . Данные занесите в таблицу 6.3.
Таблица 6.3: $I$ ; $U$ ; $R$ ; $R_0$ ; $I_0$ .
Используя формулу закона Ома для участка цепи, вычислите сопротивление лампы в рабочем режиме $R$ и сравните его с $R_0$ . Сделайте вывод, в какой момент сопротивление лампы накаливания меньше.
Определите силу пускового тока лампы в момент её включения по формуле закона Ома: $I_0=\frac{U}{R_0}$ . Сравните силу тока $I_0$ с силой тока $I$ в рабочем режиме. Сделайте вывод, во сколько раз пусковой ток в момент включения лампы превышает её рабочий ток. Чем это опасно для лампы?
На рисунке 6.21 источник имеет напряжение 5 В. На рисунке 6.22 показаны источник 5 В и резистор 1,5 кОм; миллиамперметр включён последовательно, вольтметр — параллельно резистору. На рисунке 6.23 резистор заменён лампой, а миллиамперметр — амперметром.

Решение

Пример выполнения: ниже приведены условные результаты измерений на учебном оборудовании, а не фактические показания приборов. Работу выполняем под руководством учителя с низковольтным источником. Соединения меняем только при отключённом питании.

На рисунке . находим дисплей, переключатель режимов и гнёзда для щупов. Чёрный щуп подключаем к общему гнезду COM. Для напряжения и сопротивления красный щуп подключаем к гнезду VΩmA. Для тока выбираем гнездо и диапазон, соответствующие ожидаемому значению. На панели изображённого прибора предусмотрены измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного тока, сопротивления, температуры, проверка проводов и полупроводников. Для измерения переменного тока нужен прибор, который поддерживает этот режим.
Схему рисунка . изображаем так: два вывода источника соединены проводами с вольтметром PV. Выбираем режим постоянного напряжения и предел больше В. Соблюдаем полярность: красный щуп к «+», чёрный к «−». Пример показания — , В. Для переменного напряжения отключаем питание, переключаем прибор в соответствующий режим и подключаем его к выходу переменного напряжения. Пример показания — , В; полярность здесь значения не имеет.
Отсоединяем резистор от питаемой цепи, выбираем режим омметра и касаемся щупами его выводов. Пример показания: кОм, то есть Ом. Омметром нельзя измерять сопротивление элемента, подключённого к действующему источнику питания.
Для схемы рисунка . последовательно рисуем источник В, ключ SA, миллиамперметр PA, резистор R и предохранитель FU. Вольтметр PV соединяем с двумя выводами резистора. По § последовательное включение позволяет измерить ток цепи, а параллельное — напряжение на резисторе.
Собираем цепь и после проверки замыкаем ключ. Пример измерений: напряжение , В, ток , мА. Для применения закона Ома переводим ток в амперы:

По закону Ома , поэтому:

Рассчитанное сопротивление совпало с показанием омметра Ом.
Отключаем питание, заменяем источник и выбираем на приборах режимы переменного тока и напряжения. Пример измерений: , В и , мА. Переводим ток в амперы и вычисляем:

В примере все три значения одинаковы: сопротивление этого резистора при данных условиях не зависит от выбранного вида тока. При реальных измерениях небольшое различие возможно из-за погрешности приборов.
Отключаем лампу от источника и ждём её остывания. Измеряем сопротивление омметром. Пример: Ом. Это сопротивление холодной нити.
Рисуем схему .: источник В, ключ SA, амперметр PA, лампа HL и предохранитель FU соединены последовательно. Вольтметр PV подключён к двум выводам лампы, то есть параллельно ей.
Собираем цепь с отключённым питанием, проверяем подключения и включаем лампу. Пример установившихся показаний: напряжение , В, сила тока , А. Амперметр не подключаем непосредственно к выводам источника без нагрузки, как требуют правила §.
Вычисляем сопротивление светящейся лампы:

Получили Ом вместо Ом у холодной лампы. При нагревании металлической нити её сопротивление возрастает. Следовательно, оно меньше перед включением, когда нить холодная.
В момент включения нить ещё не нагрелась. По закону Ома пусковой ток в принятом примере равен:

Сравниваем с рабочим током делением:

Пусковой ток в раз больше рабочего. Он вызывает быстрое нагревание нити; ослабленная нить может перегореть при включении. По мере нагревания сопротивление растёт и ток уменьшается. Заполним таблицы полученными примерными данными.

Ответ

Пример заполнения таблицы .:

, А	, В	, Ом	, Ом	, Ом
,	,

Пример заполнения таблицы .:

, А	, В	, Ом	, Ом	, А
,	,			,

Амперметр включают последовательно, вольтметр — параллельно. В примере сопротивление холодной лампы в раз меньше рабочего, поэтому пусковой ток в раз больше рабочего и может вызвать перегорание нити.

Помогло?

Номер §38 ПМ 1