ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Перед началом выполнения работы следует внимательно ознакомиться с приборами.

1. Включите вольтметр в сеть и проведите калибровку прибора.

2. Включите выпрямительное устройство в сеть. Ручку 2 выверните вращением против часовой стрелки в крайнее левое положение, включите выпрямитель тумблером 1. Поставьте тумблер 3 в положение " 1 ступень " (1ст.). Вращением ручки плавного изменения напряжения 2 приведите мотор во вращение. Убедитесь в том, что вращением этой ручки можно изменять частоту вращения мотора. По вольтметру следите за тем, чтобы напряжение не превышало 15 вольт.

3. Включите в сеть цифровой тахометр. Включите тумблерс надписью " сеть ".

4. Включите в сеть строботахометр. Включите тумблер 5 с надписью " сеть ". Через несколько минут включите питание осветителя тумблером 6 с надписью " лампа ". Направив осветитель на вращающийся диск, изменяя частоту вспышек, наблюдайте стробоскопический эффект.

5. Проведите измерения частоты вращения вала мотора при помощи цифрового и стробоскопического тахометров в зависимости от приложенного к мотору напряжения. Для этого, изменяя напряжения, приложенное к электромотору от 5 до 15 вольт с шагом 1 вольт, проведите измерение частоты вращения вначале цифровым, а затем стробоскопическим тахометрами. При каждом значении напряжения, которое отсчитывается по вольтметру необходимо провести не менее 5-7 измерений каждым способом. Результаты измерений числа оборотов удобно представить в виде таблицы, приведенной ниже.

 

Таблица 1

Результаты измерений частоты вращения вала электромотора

 

U, В		n1, об/мин	n2 , об/мин	n3 , об/мин	n4 , об/мин	n5 , об/мин	`n, об/мин	°D n, об/мин	Dс n, об/мин	Dn, об/мин
	Цифровой тахометр
Стробоскоп. тахометр

 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

 

В последних 4-х столбцах табл.1 приводятся расчетные величины - среднее значение частоты вращения` n, при данном напряжении U, случайная погрешность измерений °D n, систематическая погрешность измерений D_с n, наконец, полная погрешность. Величина °D n рассчитывается в соответствии с правилами обработки прямых измерений. Значение D_c n определяется по классу точности приборов. Класс точности строботахометра приведен на задней крышке прибора. Относительную допускаемую погрешность механического тахометра следует принять равной 5%.

Для дальнейшего анализа экспериментальные результаты необходимо представить в виде графиков зависимости угловой скорости от напряжения U на электромоторе. Следует помнить, что экспериментальные точки на графиках должны иметь "размер". Этот "размер" определяется погрешностями результатов измерений. В данной работе размер точек на графике по оси абсцисс равен погрешности результата измерения напряжения (она вычисляется по формуле (2)), а по оси ординат - погрешности определения угловой скорости. Таким образом, "точки" на графике экспериментальной зависимости должны представлять собой прямоугольную область, которая задается четырьмя точками (U-DU,w -Dw), (U-DU,w +Dw), (U+DU,w +Dw) и (U+DU,w -Dw). Понятно, что экспериментальные точки удобно изображать прямоугольниками или крестиками.

Прежде чем приступить к построению графиков необходимо по данным табл.1 рассчитать значения угловой скорости w и ее погрешности Dw и занести их в таблицу, примерный вид который приведен ниже.

 

Таблица 2

 

U, В	±DU, В	Цифровой тахометр	Стробоскопический тахометр
w, рад/с	Dw, рад/с	w, рад/с	Dw, рад/с

 

Используя данные табл.2 надо построить в одних и тех же координатных осях два графика зависимости w =¦(U). Первый - это график зависимости угловой скорости вала мотора, рассчитанной по показаниям цифрового тахометра, от напряжения на электромоторе. Второй - это график аналогичной зависимости угловой скорости, но рассчитанной по показаниям стробоскопического тахометра. Естественно, что экспериментальные точки на разных графиках должны изображаться по-разному.

Теперь необходимо проанализировать вид зависимости w =¦(U), а также сделать обоснованный вывод о степени соответствия результатов измерений, полученных разными способами.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое угловая скорость и частота вращения? В каких единицах они измеряются?

2. В чем состоит стробоскопический эффект, используемый для измерения частоты вращения?

3. Каков будет стробоскопический эффект, если частота вспышек импульсного осветителя в полтора раза больше частоты вращения? В полтора раза меньше частоты вращения