Электрические измерительные приборы

Материалы / Учебные материалы / Электрические измерительные приборы

Страница 1

Тип урока: Урок изучения нового материала

Основной метод проведения урока: Эвристическая беседа

Оборудование: Соединительные провода, амперметр, вольтметр, мультиметр, источники питания.

Литература: 1. «Технология» 8 кл.;

2. «Подготовка учителя технологии к уроку» Соловьянюк В.Г.

Место проведения: Учебные мастерские

Ход урока

Организационный момент:

- Здравствуйте… садитесь! Дежурный, назовите отсутствующих.

Мотивационный этап:

- На уроках физики вы уже сталкивались с измерительными приборами. Но мало кто из вас знает, как они устроены и как они работают. Сегодня на уроке мы с вами должны ознакомиться с устройством основных электрических измерительных приборов и принципом их работы.

Сообщение темы и цели урока:

-Итак, тема нашего сегодняшнего занятия «Электрические измерительные приборы».

Этап актуализации знаний:

- Ребята, какие измерительные приборы вы знаете? (амперметр, вольтметр, ваттметр, мультиметр и др.)

-Для измерения каких величин предназначены эти приборы?

Изучение нового материала:

Электроизмерительные приборы находят широкое применение в науке и технике, позволяя измерять разнообразные величины, изучать различные физические явления, определять режимы работы машин, контролировать и управлять производственными процессами. К этим приборам относятся: амперметр, вольтметр, ваттметр, счетчики и т.д., которые используют магнитное, тепловое и механическое воздействие электрического тока.

Наиболее распространенными являются приборы электромагнитной и магнитоэлектрической системы. Приборы электромагнитной системы основаны на явлении втягивания сердечника в катушку с током. Устройство приборов этой системы изображено на рис. 1.1

Неподвижная катушка 1, намотанная медным проводом, имеет отверстие в виде щели. В эту щель входит сердечник 2, эксцентрично укрепленный на оси, на которой укреплена также стрелка с грузиками для уравновешивания подвижной части, спиральная пружина 4 для создания противодействия и крыло 3 воздушного успокоителя подвижной системы прибора.

При возникновении тока в катушке происходит намагничивание сердечника и он втягивается в катушку. При этом поворачивается ось и закручивается пружина. Чем больше сила тока, тем сильнее втянется сердечник и стрелка на шкале прибора повернется на больший угол. Для гашения колебаний подвижной системы и стрелки прибора при измерении применяют различные успокоители. Наиболее простым является воздушный успокоитель. Он имеет закрытый с одного конца дугообразный цилиндр, внутри которого перемещается поршень, не касаясь стенок. Поршень связан с осью прибора. При колебаниях подвижной системы прибора поршень пе­риодически создает сжатие и разряжение воздуха в цилиндре, это способствует затуханию колебаний стрелки прибора, позволяя точнее производить измерения.

Электромагнитные приборы просты по устройству, устойчивы к перегрузкам и надежны в работе. Они получили широкое применение в качестве миллиамперметров, амперметров и вольтметров в цепях постоянного и переменного токов.

Более чувствительными являются приборы магнитоэлектрической системы, принцип действия которых основан на явлении взаимодействия проводника с током и Магнитного поля магнита.

На рис. 1.2 схематически представлено устройство прибора магнитоэлектрической системы. Около полюсных наконечников 2 постоянного магнита 1 неподвижно укреплен стальной цилиндрический сердечник 3. В зазоре между полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником образуется сильное магнитное поле.

В этом зазоре находится подвижная катушка 4, представляющая собой легкую алюминиевую рамку, обмотанную тонким изолированным проводом; на ее торцовых сторонах укреплены полуоси 5, упирающиеся в подпятники 6. На одно полуоси жестко укреплена стрелка 7. Конец стрелки может свободно перемещаться над шкалой 8 с делениями. Две спиральные пружины 9 служат для противодействия вращению катушки, а также обеспечивают электрическое соединение обмотки рамки с внешней цепью. Для этого к одной пружине припаивается начало обмотки, а к другой – ее конец. Наружные концы пружинок с зажимами приборы.

Успокоение подвижной системы прибора происходит за счет вихревых токов, которые возникают в алюминиевом каркасе рамки при ее движении в магнитном поле.

Приборы магнитоэлектрической системы применяются в гальванометрах, вольтметрах и амперметрах постоянного тока. Показания этих приборов не зависят от влияния внешних магнитных полей. Они мало расходуют энергии при работе, имеют быстрое успокоение, большую точность, высокую чувствительность, равномерную шкалу измерений.

Определить сопротивление проводника (резистора) можно путем измерения тока и напряжения на ней с последующим вычислением. Однако непосредственное измерение электрического сопротивления удобнее производить с помощью омметров и мегомметров. Принцип работы этих приборов одинаков. На рис. 1.3, б представлена схема простейшего омметра.