[مهندسی/آزمایشگاه فیزیک 2]

آزمایش : آشنایی با دستگاه های اندازه گیری
آزمایش : روش های اندازه گیری مقاومت
ب) پل وتستون ج) قرائت لایه های رنگی
آزمایش : k.v.l و k.c.l
آزمایش : اندازه گیری ثابت زمانی و محاسبه ظرفیت خازن و اندازه گیری ظرفیت معادل چند خازن
آزمایش : دستگاه اسیلوسکوپ ( موج نما )
آزمایش : مبدل ها ( ترانسفورماتورها )
آزمایش : طراحی آمپرمتر و ولت متر




موضوع آزمایش : آشنایی با دستگاه های اندازه گیری
الف) آشنایی با A.V.O.meter (مولتی متر )
مقدمه :
در این دستگاه یک صفحه مدرج به همراه یک selector مشاهده می شود. هما نطور که از اسم آن مشهود است این دستگاه برای اندازگیری کمیت هایی مانند( اختلاف پتانیسل- مقاومت- جریان ) طراحی گردیده و برای استفاده از selector دستگاه به ترتیب بر روی واژه های volt- ohm – ampere کمک گرفته می شود.
لازم به تذکر است روی دسته سلکتور نشانگری موجود است که تعیین کننده دامنه کاری در اندازگیری ها می باشد. این دستگاه نیز مانند هر سیستم دیگری دارای دو ترمینال آند و کاتد می باشد. برای استفاده صحیح از دستگاه بایستی سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال مثبت متصل کنیم. حال دکمه power دستگاه را زده و هر نوع اندازگیری را می توانیم بگیریم.

شرح آزمایش :
به این ترتیب است که اگر سلکتور را روی RX قرار دادیم باید دو سیم اهم متر را به هم وصل کنیم. در این صورت عقربه منحرف می شود و باید روی عدد صفر بایستد. چون مقاومتي بین دو سیم اهم متر وجود ندارد. ولی اگر اینطور نشد باید عقربه را با ولومی که سمت راست اهم متر با علامت اهم
نشان داده شده میزان کنیم تا روی عدد صفر بی حرکت بماند و بعد مقاومت مورد نظر را آزمایش می کنیم .
حال فرض می کنیم که مقاومتی را که می خواهیم آزمایش کنیم 100 اهم باشد. با توجه به اینکه سلکتور روی 1*R ایستاده عقربه عدد 100 را نشان می دهد و چنانچه رنگهای روی مقاومت پاک شده باشند در خواهیم یافت که مقاومت ما 100 اهمی است ولی اگر مقاومت ما از 5 کیلو اهم بیشتر باشد عقربه تقریبا روی علامت بینهایت می ایستد و ما در این مبنا نمی توانیم مقدار مقاومت را بخوانیم . از این رو سلکتور را روی
R*10 قرار می دهیم . به این معنی است که اگر عقربه هر عددی را نشان دهد آن عدد باید ضربدر 10 شود تا مقدار اصلی مقاومت را بتوانیم بخوانیم. به عنوان مثال اگر مقاومت ما 10 کیلو اهم باشد عقربه روی یک کیلو اهم می ایستد و اگر یک کیلو را ضربدر 10 کنیم مقدار اصلی مقاومت که همان 10 کیلو اهم است به دست می آید. در این ردیف Range یا مبنا نیز بیشتر از 50 کیلو اهم را نمی توان خواند. پس اگر مقاومت ما از این مقدار بیشتر باشد باید سلکتور را روی R*100 قرار دهیم و هما نطور مانند قبل هر چه عقربه نشان داد باید این دفعه ضربدر 100 کنیم.
حال ولتاژ ها را بررسی می کنیم : ابتدا از ولتاژ مستقیم DC.V شروع می کنیم. هما نطور که می بینید این قسمت دارای شش مبنای اندازگیری است که از 25/0 ولت تا 1000 ولت مستقیم را می تواند اندازه بگیرد.

طرز کار این قسمت نیز تقریبا مانند اهم است یعنی اگر سلکتور را روی 10 ولت قرار دهیم دستگاه ما حداکثر تا 10 ولت را می تواند نشان دهد.
این طبقه بندی اعداد را روی صفحه قسمتی که سه طبقه عدد قرار دارد می توانیم ببینیم . سمت چپ مدار نیز با DC.V و میلی آمپر مشخص شده . حال اگر بخواهیم که یک باتری و یا منبع تغذیه جریان مستقیم را آزمایش کنیم باید سیم مثبت دستگاه را به مثبت منبع تغذیه و سیم منفی دستگاه را به منفی منبع تغذیه وصل نماییم . اگر چنانچه باتری به عنوان مثال شش ولت است باید سلکتور را روی عدد 10 قرار دهیم. در این صورت عقربه عدد 6 را نشان می دهد ولی اگر باتری از 10 ولت بیشتر و از 50 ولت کمتر بود باید سلکتور را روی عدد 50 قرار داد و چنانچه بیشتر بود روی 1000 ولت.
برای اندازگیری جریان مستقیم نیز مانند ولتاژ عمل می کنیم . یعنی اگر سلکتور را روی عدد 5/0 قرار دهیم دستگاه حداکثر تا 5/0 میلی آمپر می تواند اندازه بگیرد و اگر روی 10 باشد حداکثر 10 میلی آمپر و چنانچه روی 250 باشد تا 250 میلی آمپر.
حال نیروی وارده بر سیم حاوی جریان برابر F=LIB می باشد . اگر جریان از سیم و قاب حرکت کند با توجه به قانون دست چپ میدان جریان نیرو به این قاب وارد می شود . حول این میدان قاب می پیچد و به فنر متصل است که هر وقت جریان بیشتر شود این قاب بیشتر شده و روی صفحه مدرج حرکت می کند و مقدار جریان را نشان می دهد شدت جریان در یک مدار برابر است با I=E/R . اگر بخواهیم جریان را اندازه گیری کنیم آمپرمتر را باید در مسیر جریان قرار دهیم بصورت زیر :




در این مدار جریان دیگر جریان قبلی نمی باشد و از رابطه زیر بدست می آید:
I^'=E/(R+r)
و ما می خواهیم I را بدست آوریم ولی I^' بدست آمده ولی اگر r به سمت بی نهایت میل کند I^'=I می شود بنابراین مقاومت داخلی آمپر متر را بسیار کوچک استفاده می کنیم .
طبق قانون اهم جریان بین دو نقطه برابر است با :
V_AB= IR


که در بحث پتانسیل الکتریکی اختلاف سطح به مسیر بستگی ندارد و به نقطه ابتدایی و انتهایی بستگی دارد پس اندازه گیر را بین دو نقطه A و B قرار می دهیم :

چون یک جریان در مدار بالای آن عبور می کند دیگر I نداریم و جریان I^' و جود دارد . در شاخه های موازی جریان عکس مقاومت ها تقسیم می شود و اگر مقاومت داخلی ولت متر را بسیار بسیار بزرگ انتخاب کنیم بنابراین جریانی که از آن عبور می کند کوچک است .
حال اندازه گیری اهم ٬ مقاومت یک عامل بدون انرژی است پس نمی توان از آن برای نشان دادن خودش استفاده کرد بنابراین برای اندازه گیری آن یک منبع انرژی لازم است وقتی کلید دستگاه را فشار می دهیم درون دستگاه یک باطری وجود دارد که این باطری در مسیر جریان قرار می گیرد که از انرژی آن برای اندازه گیری مقاومت استفاده می کنیم پس اگر مقاومت زیاد باشد جریان کم و برعکس . پس در درجه بندی مقاومت با ولت و آمپر برعکس هم می باشد که اگر طرف راست 0 باشد همان طرف برای ولت و آمپر بی نهایت است و برعکس .



فرمت word
oil-yasuj.ir