Egyszerű áramkörök vizsgálata

Egyszerű áramkörök vizsgálata összeállította: Szabó László lektorálta: Dr. Hevesi Imre

A kísérlet célkitűzései: Egyszerű áramkörök összeállításának gyakorlása, a mérőműszerek helyes használatának elsajátítása. Eszközszükséglet:    

Elektromos áramkör készlet (kapcsolótábla, áramköri elemek) Tanulói V-A mérőműszer, digitális multiméter Vezetékek, krokodilcsipeszek Tanulói tápegység

Eszközismertető 1. Áramerősség mérése A különböző erősségű áramok összehasonlításához mérnünk kell az elektromos áram erősségét. Ezt elvileg az áram bármely hatása alapján megtehetjük. Az áramerősség mérésére áramerősség-mérő műszert használunk. Az úgynevezett középállású demonstrációs műszer és a szélső állású műszer az elektromos áram mágneses hatása alapján működik, míg a digitális műszerben egy integrált áramkör "számítja ki", hogy milyen erősségű áram folyik a műszeren keresztül. Az áramerősség-mérő mindig azt az áramot méri, ami rajta keresztül folyik, ezért úgy kell az áramkörbe kötni, hogy rajta ugyanaz az áram folyjék keresztül, mint azon az áramköri elemen, amelynek az áramát szeretnénk megmérni. Ennek érdekében megszakítjuk az adott helyen az áramkört, és erre a helyre bekötjük az árammérőt. Azt mondjuk, hogy az árammérőt sorosan kötjük be az áramkörbe.

1. ábra Digitális multiméter 2. ábra Ampermérő bekötése

A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 1. oldal


2. A feszültség mérése

3. ábra Voltmérő bekötése

A feszültség méréséhez feszültségmérő műszert használunk. Működési elvük azonos az áramerősség méréséhez használt műszerekével. Egy műszer általában alkalmas áram és feszültség mérésére is. Természetesen ehhez a megfelelő módon kell őket használni. A feszültséget mindig két pont között kell meghatároznunk. A feszültségmérőt ehhez a két ponthoz csatlakoztatjuk. Ha egy telep feszültségét akarjuk megmérni, akkor a műszert a telep megfelelő pólusaihoz csatlakoztatjuk a helyes polaritással. Ha egy áramkörben valamely két pont között akarjuk megmérni a feszültséget, akkor a zárt áramkör ezen két pontjához csatlakoztatjuk a műszert. Erre a bekötésre azt mondjuk, hogy a műszert párhuzamosan kapcsoljuk az áramkörhöz. A feszültségmérő leolvasása ugyanolyan módon történik, mint az árammérő leolvasása.

3. Mérőműszerek használata A tanulói (mutatós) mérőműszer szélső állású mérőműszer. Ezért ennek bekötésekor figyelni kell a polaritásra. A műszer pozitív jelű kivezetéséhez azt a vezetéket kell csatlakoztatni, amelyik az áramforrás pozitív pólusával van kapcsolatban. Az áramforrás negatív pólusát a műszer megfelelő méréshatárát jelző kivezetésével kell összekapcsolni. A műszert mindig nagyobb méréshatárra kell bekapcsolni, mint a várható érték. A méréshatár a legnagyobb kitéréshez tartozó értéket jelenti. Balesetvédelmi figyel meztetés Az elektromos eszközök szakszerűtlen használata életveszélyes! Az elkészített elektromos áramkör csak akkor helyezhető áram alá, ha előtte a laboratóriumi szaktanár megnézte azt!



1. feladat

4. ábra

5. ábra

Olvasd le, hogy mekkora értékeket mutatnak a műszerek a 4. és 5. ábrán! Töltsd ki az 1. táblázatot! Méréshatár 6V 30 mA 12 V

Műszer 4. ábra 5. ábra 4. ábra 5. ábra 4. ábra 5. ábra

Érték

1. táblázat

2. feladat Állíts össze egy áramkört, mely tartalmaz egy izzót és egy kapcsolót is! Készítsd el az áramkör kapcsolási rajzát!

6. ábra Kapcsolási jelek



Kapcsold be a tápegységet úgy, hogy az kb. 4 V feszültséget szolgáltasson! Mérd meg az áramkör három különböző pontjában az áramerősség nagyságát a tanulói mérőműszer segítségével! Ezeket a helyeket jelöld is meg a kapcsolási rajzodon! Mit tapasztalsz? I1

I2

I3

2. táblázat

Most végezd el a mérést ugyanezekben a pontokban digitális multiméter segítségével! I1’

I2’

I3’

3. táblázat

Van-e különbség a két mérési eredmény között? Ha van, akkor mi okozhatja ezt?..................... ............................................................................................................................................................. Változtasd az áramforrás feszültségét! Most is mérd meg az áramerősséget a digitális multiméter segítségével az áramkör különböző pontjaiban! Töltsd ki a 4. táblázatot! I1’

I2’

I3’

1. mérés 2. mérés 3. mérés 4. táblázat

Milyen állítás fogalmazható meg az áramerősséggel kapcsolatban? ............................................ ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

3. feladat Mérd meg, hogy mekkora feszültség esik az izzón, ill. mekkora feszültséget szolgáltat az áramforrás! Készítsd el az áramkörök kapcsolási rajzát és ott tüntesd fel, hogy hova kell bekötni a voltmérőt is! Változtasd az áramforrás feszültségét! Most is mérd meg a feszültségeket!



Mérés 1. 2. 3. 4. 5.

Tápegység állása

Tápegység által biztosított feszültség (V)

Az izzón eső feszültség (V)

1V 2V 3V 4V 5V 5. táblázat

Milyen kapcsolat figyelhető meg a mért értékeid között? ............................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. Az ismeretek ellenőrzése: 1. 2. 3. 4. 5.

Hogyan kell bekötni az ampermérőt? Mit nevezünk méréshatárnak? Mit mondhatunk az egyszerű áramkörök esetén a vezetékeken eső feszültségről? Miért kell figyelni a tanulói mérőműszer bekötésénél a polaritásra? Mekkora a váltószám a V és mV között?

Felhasznált szakirodalom: Fizika 8. Elektromosságtan, fénytan Mozaik kiadó – Szeged, 2014


Egyszerű áramkörök vizsgálata

Recommend Documents