E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

4
1 LUCRAREA E 2 METODE DE PUNTE ÎN REGIM ECHILIBRAT ȘI NEECHILIBRAT 1. Chestiuni de studiat 1.1. Puntea de c.c. în regim echilibrat. Măsurarea rezistenţei electrice cu puntea Wheatstone 1.1.1.Determinarea condiţiilor de măsurare cu exactitate maximă 1.1.2.Măsurarea rezistenţei electrice a unor rezistori în condiţii de exactitate maximă; determinarea incertitudinii de măsurare 1.2. Puntea de c. a. în regim echilibrat 1.2.1. Principiul punţii de c.a. şi montaje uzuale 1.2.2. Realizarea experimentală a unei punţi de c.a 1.2.3. Măsurări cu puntea R,L,C de tip industrial. 1.3. Puntea de c.c. în regim neechilibrat 1.3.1. Principiul punții 1.3.2. Puntea cu 1,2 și 4 traductoare 2.Mod de experimentare Funcţionarea punţilor, de c.c. sau c.a., se bazează pe metoda de zero, permiţând măsurarea, cu exactitate ridicată, a valorilor parametrilor elementelor de circuit ( R,L,C) şi a oricăror mărimi fizice convertibile în R,L,C. Fig.1. Schema de principiu a punţii Wheatstone 2.1. Puntea simplă (Wheatstone) permite măsurarea cu exactitate ridicată a rezistenţelor electrice cu valori cuprinse între 10...10 7 . Schema punţii este prezentată în fig.1. Pentru determinarea valorii rezistenţei necunoscute R x se echilibrează puntea, (I G =0). În această situaţie : 2 1 bI aI şi RI RI x 1 2 R R a b x După realizarea montajului, se alimentează puntea cu o tensiune continuă cu valori între 2-4 V, ţinând cont de curentul maxim admisibil ce trece prin rezistor. Se pregăteşte galvanometrul, aducând spotul la zero şi alegând deviaţia sa de obicei la stânga pentru R=0 (acest lucru poate fi obţinut prin schimbarea polarităţii sursei sau galvanometrului); Se alege un raport a/b şi se realizează echilibrarea pornind de la cea mai redusă treaptă de sensibilitate a galvanometrului (1/1000), sensibilitatea crescând apoi până la treapta 1/1; Se reglează rezistenţa variabilă R până când I G = 0, pe poziţia de sensibilitate maximă a galvanometrului. 2.1.1.Se va măsura un rezistor de 100 cu valorile raportului a/b indicate în tabelul 1. a,b- rezistoare de precizie 1,10,100, 1000 R - rezistor de precizie continuu variabil R x - rezistor necunoscut G galvanometru (indicator de nul) E - sursă de c.c

description

masurarea rezistentei

Transcript of E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

Page 1: E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

1

LUCRAREA E 2

METODE DE PUNTE

ÎN REGIM ECHILIBRAT ȘI NEECHILIBRAT

1. Chestiuni de studiat

1.1. Puntea de c.c. în regim echilibrat. Măsurarea rezistenţei electrice cu puntea

Wheatstone 1.1.1.Determinarea condiţiilor de măsurare cu exactitate maximă

1.1.2.Măsurarea rezistenţei electrice a unor rezistori în condiţii de

exactitate maximă; determinarea incertitudinii de măsurare

1.2. Puntea de c. a. în regim echilibrat

1.2.1. Principiul punţii de c.a. şi montaje uzuale

1.2.2. Realizarea experimentală a unei punţi de c.a

1.2.3. Măsurări cu puntea R,L,C de tip industrial.

1.3. Puntea de c.c. în regim neechilibrat

1.3.1. Principiul punții

1.3.2. Puntea cu 1,2 și 4 traductoare

2.Mod de experimentare

Funcţionarea punţilor, de c.c. sau c.a., se bazează pe metoda de zero, permiţând măsurarea, cu

exactitate ridicată, a valorilor parametrilor elementelor de circuit (R,L,C) şi a oricăror mărimi fizice

convertibile în

R,L,C.

Fig.1. Schema de principiu a punţii Wheatstone

2.1. Puntea simplă (Wheatstone) permite măsurarea cu exactitate ridicată a rezistenţelor electrice

cu valori cuprinse între 10...107 . Schema punţii este prezentată în fig.1. Pentru determinarea valorii

rezistenţei necunoscute Rx se echilibrează puntea, (IG =0). În această situaţie :

21 bIaI şi R I RIx 1 2 R Ra

bx

După realizarea montajului, se alimentează puntea cu o tensiune continuă cu valori între 2-4 V,

ţinând cont de curentul maxim admisibil ce trece prin rezistor.

Se pregăteşte galvanometrul, aducând spotul la zero şi alegând deviaţia sa de obicei la stânga

pentru R=0 (acest lucru poate fi obţinut prin schimbarea polarităţii sursei sau galvanometrului);

Se alege un raport a/b şi se realizează echilibrarea pornind de la cea mai redusă treaptă de

sensibilitate a galvanometrului (1/1000), sensibilitatea crescând apoi până la treapta 1/1;

Se reglează rezistenţa variabilă R până când IG = 0, pe poziţia de sensibilitate maximă a

galvanometrului.

2.1.1.Se va măsura un rezistor de 100 cu valorile raportului a/b indicate în tabelul 1.

a,b- rezistoare de precizie 1,10,100, 1000

R - rezistor de precizie continuu

variabil

Rx - rezistor necunoscut

G – galvanometru (indicator de nul)

E - sursă de c.c

Page 2: E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

2

Tabel 1

Se va calcula valoarea rezistenţei şi se va determina incertitudinea de măsurare, ca o eroare limită:

R R Rx i v

unde Ri este eroarea intrinsecă:

)R+k

R(

c=R x

ni

100

cu : 104

b

a=Rn ; c - indicele clasei de exactitate a punţii iar R

V - eroarea suplimentară

datorată mărimilor de influenţă (anexă).

Eroarea relativă se determină ca: 100(%)R

R=

x

x

Se va determina situaţia optimă privind exactitatea măsurării. Măsurarea trebuie realizată

întotdeauna cu un raport a/b care să asigure utilizarea tuturor decadelor rezistenţei variabile R..

2.1.2. Se vor măsura rezistoarele indicate în laborator utilizând raportul a/b optim. Se va utiliza

tot tabelul 1 pentru prelucrarea rezultatelor.

2.2. Punţile de curent alternativ au braţele formate din impedanţe, sursa de alimentare este de

curent alternativ, ca şi indicatorul de nul. Condiţia generală de echilibru este:

421 ZZZZ x

In fig.2 se prezintă două montaje de punte de curent alternativ.

Fig.3. Punţi de c.a.

Rezistor

măsurat

a/b Rezistenţa de

echilibru - R

Rx = Ra/b Rx RxRx

%

1000

1000

1000

100

1000

10

L R R Cx 2 4 3 RR

RRx

2

34

QL

Rx

x

x

Puntea Maxwell - Wien pentru măsurarea

parametrilor unei bobine.

C CR

RX 3

4

2

1 1

3

4

2R R

R

Rx

Puntea Sauty- Nernst pentru măsurarea

parametrilor condensatoarelor.

Page 3: E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

3

Se va realiza montajul pentru puntea Maxwell - Wien şi se vor măsura parametrii bobinei. Se

vor da valori fixe rezistoarelor R2 şi R4 şi se vor varia, alternativ, R3 şi C3, până la obţinerea

indicaţiei minime la indicatorul de nul IN. Datele se trec în tabelul 3.

Tabel 3

Bobina

măsurată

R2 R4 R3 C3 RX C

X Q

X

F F -

Se vor efectua măsurători pentru determinarea parametrilor unor bobine şi a unor condensatoare

cu o punte RCL industrială. Modul de lucru se va analiza în cadrul orelor de laborator.

Se vor măsura capacităţile dintr-un lot de condensatoare de aceleaşi valori, prelucrându-se

statistic rezultatele obţinute pe baza următorilor parametrii:

- valoarea medie: n

x

x

n

k

k 1

- dispersia:

1

1

2

2

n

xxn

k

k

- abaterea standard: 2 .

Rezultatele măsurătorilor se aranjează în ordine crescătoare, între x min şi x max, şi se

calculează intervalul de grupare al claselor de date :

dx x

n

max min

,22 lg1 3.

După rotunjirea convenabilă a lui d se stabilesc clasele de date C:

2;

2

dx

dxxC cjcjj

unde xcj sunt valorile centrale ale claselor de date, precum şi frecvenţele relative (raportul dintre

numărul de date din clasa respectivă şi numărul total de date n care se prelucrează). Se trasează

histograma frecvenţelor relative şi prin unirea cu segmente de dreaptă a mijloacelor bazelor superioare

ale dreptunghiurilor se obţine poligonul frecvenţelor relative.

ANEXĂ

____________________________________________________

Mărimea de Condiţii de Clasa de Toleranţe admise

influenţă referinţă exactitate pentru încercare

___________________________________________________

Temperatura 0,001... 0,002 ± 0,2 °C

ambiantă 20 °C 0,005.... 0,05 ± 0,5 °C

0,1...... 10 ± 1,0 °C

____________________________________________________

Umiditatea

relativă 40 % ... 60 %

___________________________________________________

Page 4: E1 Masurarea Rezistentei Prin Punte

4

2.3. Pentru studiul punții de c.c. în regim neechilibrat se vor realiza montajele din figurile 4, 5 și 6.

Fig.4.Punte cu un senzor. Fig.5.Punte cu doi senzori.

U

U R

R R

R

4

1

11

2

UU R

R 2

Se va utiliza tabelul 4:

Tabel 4.

Tip

punte

U

R

R

R

R

Umăs

Ucalc.

S

V % V V -

Pentru determinările experimentale se vor lua valori : R

R 1 100... %

Fig.6.Punte cu patru

senzori.

U UR

R