Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Класс точности. Погрешность приборов



Важной характеристикой каждого измерительного прибора является его погрешность.

Относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины: Е = Δх/ х.

Однако эта погрешность зависит от каждого значения измеряемых величин. Например, при измерении напряжений в 1 В, 10 В или 300 В одним и тем же прибором относительная погрешность будет разная. Поэтому она не может служить для оценки точности такого прибора.

Для этого вводится так называемая приведенная погрешность. Приведенная относительная погрешность определяется как отношение абсолютной погрешности Dх к предельному (максимальному) значению прибора хmax , которое может быть измерено по шкале прибора и выражается в процентах:

Еn = ∙ 100%.

Приведенная относительная погрешность и лежит в основе деления приборов на классы точности, о которых шла речь выше.

В зависимости от того, какое физическое явление положено в основу действия прибора, электрические измерительные приборы разделяются на следующие системы: приборы магнитоэлектрической системы, электромагнитной, электродинамической и т.д.

Амперметры и вольтметры

Амперметры – приборы, служащие для измерения силы тока. При измерениях амперметр включают в цепь последовательно, т.е. так, чтобы весь измеряемый ток проходил через амперметр (рис.4). Поэтому амперметры должны иметь малое сопротивление, чтобы включение их не изменяло заметно величины тока в цепи. Вольтметры – приборы, служащие для измерения напряжения. При измерении вольтметр включают параллельно тому участку цепи, на концах которого хотят измерить разность потенциалов. Для того чтобы включение вольтметра не изменяло заметно режима цепи, сопротивление вольтметра должно быть очень велико по сравнению с сопротивлением участка цепи R. Для расширения пределов измерения амперметров и вольтметров применяются шунты и добавочные сопротивления.

 

Многопредельные приборы – это амперметр или вольтметр, к которым подключены несколько шунтов (Rш) или добавочных сопротивлений (Rдоб). Например, схема многопредельного вольтметра показана на рис. 16

Включаются такие приборы для измерений одной общей клеммой и второй - по выбору, в зависимости от предполагаемой величины напряжения (тока и т.д.). Если же измеряемая величина напряжения неизвестна, то подсоединяют клемму с максимальным значением, чтобы прибор не сгорел. Цена деления зависит от того, как подключен прибор.




 

РАБОТА N 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ

Краткая теория

Колебательным движением (колебанием) называется процесс, при котором система, многократно отклоняясь от своего состояния равновесия, каждый раз вновь возвращается к нему. Если этот процесс совершается через равные промежутки времени, то колебание называется периодическим.

Несмотря на большое разнообразие колебательных процессов как по физической природе, так и по степени сложности, все они совершаются по некоторым общим закономерностям и могут быть сведены к совокупности простейших периодических колебаний, называемых гармоническими, которые совершаются по закону синуса (или косинуса). Предположим, что они описываются законом (1)

где x - смещение (отклонение) колеблющейся системы от положения

равновесия;

А- амплитуда, т.е. максимальное смещение от положения равновесия,

- фаза колебаний. Физический смысл фазы в том, что она пределяет смещение х в данный момент времени, φо - начальная фаза колебания (при t=0);

t- время колебаний;

ω - круговая частота (или угловая скорость) колебаний. ω связана с частотой колебания и периодом колебания Т:

, (2)

Т - период - время одного полного колебания.

Если в уравнении (1) положить начальную фазу φо=0, то график зависимости смещения х от времени или график гармонического колебания будет иметь вид, представленный на рис.1.

Систему, закон движения которой имеет вид (1), называют одномерным классическим гармоническим осциллятором.

Хорошо известным примером гармонического осциллятора является тело (шарик), подвешенное на упругой пружине. По закону Гука при растяжении или сжатии пружины возникает противодействующая сила, пропорциональная растяжению или сжатию х, т.е. тело будет совершать гармонические колебания под действием силы упругости пружины F= – kx. Однако гармонические колебания возникают под действием не только упругих, но и других сил, по природе не упругих, но для которых остается справедливым закон F= – kx Такие силы получили название квазиупругих.



Как известно, движение системы под действием силы описывается 2-м законом Ньютона: ma =F,

где a - ускорение колеблющейся системы ( ), а F= – kx для гармонических колебаний. Тогда второй закон Ньютона будет иметь вид неполного дифференциального уравнения второго порядка

, (3)

которое называют уравнением движения классического осциллятора.

Решением данного уравнения (3) является выражение (1), что нетрудно проверить, дифференцируя дважды (1) по времени и подставляя в уравнение (3). При этом получим, что , (4)

ω называется собственной частотой колебаний системы (точки или тела).

Рассмотрим некоторые из классических гармонических осцилляторов.

Математический маятник

Математическим маятником называют систему, состоящую из невесомой и нерастяжимой нити, на которой подвешен шарик, масса которого сосредоточена в одной точке (рис.2). В положении равновесия на шарик действуют две силы: сила тяжести P=mg и сила натяжения нити N - равные по величине и направленные в противоположные стороны.

Если маятник отклонить от положения равновесия на небольшой угол α, то он начнет совершать колебания в вертикальной плоскости под действием составляющей силы тяжести Pt, которую называют тангенциальной составляющей (нормальная составляющая силы тяжести Pn будет уравновешиваться силой натяжения нити N).

Из рис.2 видно, что тангенциальная составляющая силы тяжести .

Знак минус показывает, что сила, вызывающая колебательное движение, направлена в сторону уменьшения угла α.

Если угол α мал, то синус можно заменить самим углом, тогда ,

С другой стороны, из рис.3 видно, что угол α можно записать через длину дуги x и радиус : ,

т.е. сила, возвращающая маятник в положение равновесия, является квазиупругой: ,где - коэффициент квазиупругой силы

Второй закон Ньютона в этом случае будет иметь следующий вид:

. (7)

С учетом (4), можно записать, что ,откуда . (8)

Период колебаний математического маятника при малых углах отклонения не зависит от амплитуды колебания и от его массы, а определяется длиной маятника и ускорением свободного падения g.

Последняя формула может явиться исходной для нахождения ускорения свободного падения, если для данного маятника длиной l измерить его период.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!