BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN QUANG KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN QUANG HKII 2021 2022 BÀI 4 KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU Hiện diện Điểm 1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Khảo sát sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở kim loại bằng cách vẽ đặc.

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÀI 4: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU Hiện diện MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Điểm Khảo sát phụ thuộc nhiệt độ điện trở kim loại cách vẽ đặc tuyến volt-ampere bóng đèn dây tóc Khảo sát mạch điện xoay chiều RC RL dựa sở áp dụng phương pháp giản đồ vector Fresnel định luật Ohm dòng điện xoay chiều để xác định tổng trở, cảm kháng dung kháng mạch điện Từ xác định điện dung tụ điện hệ số tự cảm cuộn dây dẫn CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát đặc trưng volt ampe dây tóc bóng đèn mạch điện chiều 2.1.1 Đo điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phòng Bước 1: Sử dụng đồng hồ đa làm ôm kế để đo điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng Ω Ω Bước 2: Chọn thang đo 200 , hai đầu dây đo cắm vào hai lỗ “COM” "V " đồng hồ, hai đầu lại nối trực tiếp với hai đầu bóng đèn Chú ý hạn chế tối đa điện trở tiếp xúc Ghi giá trị điên trở Rt nhiệt độ phòng vào bảng Thực phép đo lần 2.1.2 Vẽ đặc tuyến vơn-ampere đèn dây tóc ÷ Bước 1: Lắp ráp mạch điện theo sơ đồ Hình Điện áp 12V chiều lấy từ hai cực ± nguồn 12V-3A/AC-DC + Dùng đồng hồ làm chức vôn kế V, với thang đo 20V DC sử dụng lỗ cắm “COM” "V Ω ", mắc song song với đèn Đ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG + HKII 2021 - 2022 Dùng đồng hồ làm chức ampere kế A, với thang đo 20A DC sử dụng lổ cắm “COM” "20A max", mắc nối tiếp với đèn Đ Bước 2: Tiến hành phép đo: - Bấm núm "ON/OFF" vôn kế V ampere kế A để hiển thị chữ số 0.00 - Xoay biến trở DC mặt nguồn vị trí (tận trái) Bấm khóa K nguồn điện, đèn LED phát sáng, báo hiệu sẵn sàng hoạt động - Vặn núm xoay DC nguồn điện để điều chỉnh hiệu điện U tăng dần vôn, từ đến 10V Đọc ghi giá trị tương ứng cường độ dòng điện I vào bảng Bước 3: Chỉ thực phép đo lần, sau bấm khóa K nguồn điện Un ấn nút "ON/OFF" hai đồng hồ V-A để tắt điện 2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC Bước 1: Mắc mạch điện: Vặn núm xoay AC nguồn điện Un đến vị trí 12V Mắc nối tiếp tụ C với điện trở R theo sơ đồ Bước 2: Chọn thang đo đồng hồ: - Vôn kế V đặt vị trí 20 thang đo điện áp xoay chiều (V~) Cắm hai dây đo vào hai lỗ Ω “COM” "V ", mắc song song với đoạn mạch cần đo - Ampe kế A đặt vị trí 200mA thang đo dịng xoay chiều (A~) Cắm hai dây đo vào hai lỗ “COM” “A”, mắc nối tiếp với mạch điện RC Bước 3: Tiến hành đo: Bấm nút "ON/OFF" ampe kế A để hiển thị chữ số 0.00 Bấm khoá K nguồn điện Un để cấp điện cho mạch RC Đọc ghi giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng I ampe kế A vào bảng Bấm nút "ON/OFF" vônkế V đo giá trị hiệu dụng của: + Hiệu điện U hai đầu mạch MN + Hiệu điện UC hai đầu tụ điện C + Hiệu điện UR hai đầu điện trở R BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Đọc ghi giá trị U, UR, UC vào bảng Bước 4: Thực lần phép đo cường độ dòng điện hiệu điện Bước 5: Kết thúc phép đo Tắt mạch, ampere kế, vơn kế 2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát mạch điện xoay chiều RL Bước 1: Mắc mạch điện: Mắc nối tiếp cuộn dây dẫn có điện trở r hệ số tự cảm L với điện trở R theo sơ đồ mạch điện: Bước 2: Giữ ngun vị trí thang đo vơnkế V ampere kế A thí nghiệm RC Bước 3: Đo cường độ hiệu dụng hiệu hiệu dụng rơi đoạn mạch Bấm khóa K nguồn điện Un để cấp điện cho mạch điện RL Đọc ghi giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng I ampere kế A vào bảng Lần lượt đo giá trị hiệu dụng của: + Hiệu điện U hai đầu mạch MN + Hiệu điện UR hai đầu điện trở R + Hiệu điện UrL hai đầu cuộn dây L có điện trở r Đọc ghi giá trị U, UrL, UR vào bảng 4.2 Lặp lại phép đo lần ghi giá trị nhận vào bảng Kết thúc phép đo U, I, bấm khóa K nguồn điện để tắt điện cho nguồn Bước 4: Đo điện trở r cuộn dây L - Tháo cuộn dây L khỏi mạch điện Dùng thang đo điện trở 200 đồng hồ để đo điện trở r cuộn dây L - Vặn chuyển mạch chọn thang đo X đồng hồ vị trí 200, thang đo Ω Cắm hai đầu dây đo Ω vào hai lỗ V “COM”, mắc song song với hai đầu cuộn dây dẫn L - Đọc ghi giá trị điện trở r hiển thị đồng hồ vào bảng 4.1 Bước 5: Kết thúc phép đo Tắt mạch, ampe kế, vôn kế BỐ TRÍ, DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 3.1 Bố trí thí nghiệm BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Thí nghiệm 1: Khảo sát đặc trưng volt ampere dây tóc bóng đèn mạch điện chiều BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Thí nghiệm 2: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Thí nghiệm 3: Khảo sát mạch điện xoay chiều RL HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG 10 HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG b) HKII 2021 - 2022 Vẽ đặc tuyến vơn-ampere đèn dây tóc BẢNG Vơn kế Thang đo Ampere kế U m = 20V Thang đo α = 0, 001Ω Độ phân giải: δ = 0,5%; n = Cấp xác Lần đo U (V ) 10 11 12 13 14 15 1,087 1,917 2,013 3,033 4,064 4,683 5,073 5,937 6,064 7,077 7,931 8,038 8,221 9,016 10,049 I m = 20 A Độ phân giải: Cấp xác α = 0, 001A δ = 2%; n = I ( A) 0,144 0,210 0,219 0,265 0,301 0,321 0,333 0,358 0,363 0,397 0,417 0,424 0,427 0,450 0,477  Xử lý số liệu: * Điện trở R0 tP nhiệt độ phòng là: RP = R0 ( + α t p + β t p ) ⇒ R0 = RP 1+ αt p + β t p2 = 6,806 + 4,82 × 10 × ( 26 + 273) + 6, 76 ×10 −7 × ( 26 + 273) −3 ≈ 2, 721Ω 16 DCA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 * Điện trở dây tóc bóng đèn thắp sáng hiệu điện 10V là: R' = U 10, 049 = = 21, 067Ω I 0, 477 * Nhiệt độ dây tóc bóng đèn thắp sáng bóng đèn hiệu điện 10V: Ta có: 1+ αt + β t = R' R0 21, 067 2, 721 ⇒ t = 1197, 661K ≈ 924, 661o C ⇔ + ( 4,82.10−3 ) t + ( 6, 76.10−7 ) t = * Đặc tuyến volt ampere: • Thí nghiệm 2: Khảo sát mạch RC BẢNG Ampere kế Thang đo I m = 200mA Cấp xác Độ phân giải: Lần đo TB Vôn kế ACA Thang đo U m = 20V α = 0, 001Ω Độ phân giải: δ = 0,8%; n = Cấp xác δ = 1,8%; n = α = 0, 01m A I ( mA ) ∆I ( mA ) U (V ) ∆U ( V ) UC ( V ) ∆U C ( V ) UR ( V ) ∆U R ( V ) 45,63 45,64 45,65 45,64 0,01 0,00 0,01 0,007 11,814 11,806 11,814 11,811 0,003 0,005 0,003 0,0003 6,648 6,646 6,645 6,6463 0,0017 0,0003 0,0013 0,0011 9,733 9,734 9,733 9,7333 0,0003 0,0007 0,0003 0,0004  Xử lý số liệu: * Cường độ dịng điện: 17 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 ∆I dc = 0, 01mA ⇒ ∆I = ∆I + ∆I dc = 0, 007 + 0, 01 = 0, 017 mA I = I ± ∆I = ( 45, 64 ± 0, 017 ) mA Vậy * Hiệu điện toàn mạch: ∆U dc = 0, 001V ⇒ ∆U = ∆U + ∆U dc = 0, 0003 + 0, 001 ≈ 0, 001V U = U ± ∆U = ( 11,811 ± 0, 001) V Vậy * Hiệu điện hai đầu tụ điện C (UC): ∆U Cdc = 0, 001V ⇒ ∆U C = ∆U C + ∆U C dc = 0, 0011 + 0, 001 = 0, 0021V U C = U C ± ∆U C = ( 6, 6463 ± 0,0021) V Vậy * Hiệu điện hai đầu điện trở R mạch RC (UR): ∆U Rdc = 0, 001V ⇒ ∆U R = ∆U R + ∆U R dc = 0, 0004 + 0, 001 = 0, 0014V U R = U R ± ∆U R = ( 9, 7333 ± 0, 0014 ) V Vậy * Điện trở R: R= UR 9, 7333 = = 213, 262Ω 45, 64.10−3 I εR = ∆R ∆U R ∆I 0, 0014 0, 017 = + = + = 5,16.10 −4 ≈ 0, 052% 9, 7333 45, 64 R UR I ⇒ ∆R = ε R R = 5,16.10−4.213, 262 ≈ 0,110Ω Vậy R = R ± ∆R = 213, 262 ± 0,110 ( Ω ) * Điện dung C tụ điện: C= I 45, 64.10−3 = = 2,1858.10 −5 F 2π f U C 2π × 50 × 6, 6463 εC = ∆C ∆I ∆π ∆f ∆U C = + + + π f C I UC = 0, 017 0, 001 0,1 0, 0021 + + + ≈ 3, 01.10−3 = 0,301% 45, 64 3,142 50 6, 6463 ∆C = ε C C = 3, 01.10−3.2,1858 × 10−5 = 0, 066.10−6 F 18 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Vậy • HKII 2021 - 2022 C = C ± ∆C = ( 21,858 ± 0, 066 ) µ F Thí nghiệm 3: Khảo sát mạch RL BẢNG 4.1 Ôm kế R = 200Ω Thang đo α = 0, 01Ω Độ phân giải: δ = 0,8%; n = Cấp xác Lần đo r ( Ω) ∆r ( Ω ) TB 12,69 12,68 12,70 12,69 0,00 0,01 0,01 0,007 BẢNG 4.2 Ampere kế Thang đo I m = 200mA Vôn kế ACA α = 0, 01mA Độ phân giải: δ = 1,8%; n = Cấp xác TB Thang đo U m = 20V α = 0, 001V Độ phân giải: δ = 0,8%; n = Cấp xác I ( mA ) ∆I ( mA ) U (V ) ∆U ( V ) U rL ( V ) 52,94 52,99 52,97 52,967 0,027 0,023 0,003 0,0177 11,925 11,941 11,941 11,936 0,011 0,005 0,005 0,0053 0,763 0,762 0,763 0,7627 ∆U rL ( V ) UR ( V ) ∆U R ( V ) 0,0003 0,0007 0,0003 0,0004 11,329 11,333 11,332 11,3283 0,0007 0,0047 0,0037 0,0030  Xử lý số liệu: * Điện trở r: ∆rdc = 0, 01Ω ⇒ ∆r = ∆r + ∆rdc = 0, 007 + 0, 01 = 0, 017Ω ≈ 0, 02Ω r = r ± ∆r = ( 12, 69 ± 0, 02 ) Ω Vậy * Dòng điện hiệu dụng qua mạch RL: ∆I dc = 0, 01mA ⇒ ∆I = ∆I + ∆I dc = 0, 0177 + 0, 01 ≈ 0, 028mA 19 ACV BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 I = I ± ∆I = ( 52,967 ± 0, 028 ) mA Vậy * Hiệu điện hai đầu mạch RL: ∆U dc = 0, 001V ⇒ ∆U = ∆U + ∆U dc = 0, 0053 + 0, 001 ≈ 0, 006V U = U ± ∆U = ( 11,936 ± 0, 006 ) V Vậy * Hiệu điện hai đầu Cuộn cảm L có điện trở r (UrL): ∆U rLdc = 0, 001V ⇒ ∆U rL = ∆U rL + ∆U rLdc = 0, 0004 + 0, 001 = 0, 0014V Vậy U rL = U rL ± ∆U rL = ( 0, 7627 ± 0, 0014 ) V * Hiệu điện hai đầu điện trở R mạch RL (UR): ∆U Rdc = 0, 001V ⇒ ∆U R = ∆U R + ∆U R dc = 0, 0030 + 0, 001 = 0, 004V U R = U R ± ∆U R = ( 11,3283 ± 0, 0040 ) V Vậy * Điện trở R: R= UR 11,3283 = = 213,875Ω 52,967.10−3 I δR = ∆R ∆U R ∆I 0, 004 0, 028 = + = + = 8,8.10−4 ≈ 0,088% R UR I 11,3283 52,967 ∆R = δ R R = 8,8.10−4.213,875Ω ≈ 0,188Ω R = R ± ∆R = ( 213,875 ± 0,188 ) Ω Vậy * Độ tự cảm L cuộn dây: 2  U rL  2  0, 7627  − r  ÷  52,967.10−3 ÷ − ( 12, 69 ) I     L= = = 0, 022 H 2π f 2π 50 ∆L ∆π ∆f I U rL ∆U rL + U rL ∆I + I r.∆r δL = = + + ≈ 0, 018 = 1,8% π f L U rL I − I r ⇒ ∆L = L.δ L = 0, 022.0, 018 = 3,9.10 −4 H Vậy L = L ± ∆L = ( 0, 02200 ± 0, 00039 ) H KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 * Nguyên nhân sai số: - Sai số dụng cụ đo (Vôn kế V ampere kế A) - Trong trình đo, người thực hành thí nghiệm đặt mắt đọc giá trị hiển thị nên dụng cụ đo không - Chốt nối sợi dây dẫn bị lỏng cắm chưa chặt * Nhận xét: Sau tiến hành thí nghiệm, em biết cách sử dụng dụng cụ, thiết bị đo điện để khảo sát mạch điện chiều xoay chiều, vẽ đường đặc trưng volt-ampere dây tóc bóng đèn tính giá trị điện dung tụ điện hệ số tự cảm cuộn dây dẫn Hoàn thành mục tiêu đề Thí nghiệm 1: Hình dạng đặc tuyến Volt ampere vẽ khơng phải đường thẳng Hình dạng phù hợp với lý thuyết, dịng điện tăng lên hiệu ứng June-Lenxơ gia tăng nhiệt độ dây tóc, điều thay đổi điện trở dây tóc, nên độ dốc đường đặc tuyến khơng cịn số Thí nghiệm 2: Điện trở R thông tin giá trị R ≈ 220Ω ; kết đo nhóm gần với giá trị với sai số tương đối 3,06% Điện dung tụ điện nhóm xác định gần giá trị cung cấp 20μF, sai số tương đối 4,65% Thí nghiệm 3: Giá trị R tham gia mạch RL tính tốn phù hợp với giá trị cung cấp (cỡ 220 Ω), so với giá trị đo mạch RC chênh 0,613Ω Giá trị độ tự cảm có sai số không lớn (< 10%) TRẢ LỜI CÂU HỎI Nhiệm vụ học tập 1: Dựa vào giá trị điện áp hiệu dụng, cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch thiết bị điện đo volt kế ampere kế, sinh viên trình bày cách xác định giá trị điện trở R điện dung C tụ điện Sơ đồ mạch điện RC: 21 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 ∽ A V Dòng điện chạy qua mạch: i = I sin 2π ft Mạch RC, điện áp tức thời hai đầu mạch (giữa hai điểm M N): π  u = U R sin 2π ft + U c sin  2π f − ÷ 2  Trong UR UC giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu điện trở R hai đầu tụ điện C: Theo định luật Ohm ta có: I= I= ZC = Tuy nhiên 2π fC UR U ⇒R= R R I UC U ⇒ ZC = C ZC I vậy: C= I 2π fU C Xác định tổng trở mạch điện RC: π  u = U R sin 2π ft + U c sin  2π f − ÷ 2  ⇒ u = U R sin 2π ft − U c 2cos2π f = U R + U C sin ( 2π ft − ϕ ) Cần xác định: 22 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG • • • • HKII 2021 - 2022 Cường độ hiệu dụng I dòng điện chạy qua mạch Ampe kế Điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở UR Volt kế Điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện UC Volt kế Tần số dòng điện dùng Dùng công thức vừa xây dựng để tìm giá trị R điện dung C tụ Nhiệm vụ học tập 2: Dựa vào giá trị điện áp hiệu dụng cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch thiết bị điện đo volt kế ampere kế, sinh viên trình bày cách xác định giá trị điện trở R độ tự cảm L cuộn dây (giả sử biết giá trị điện trở r cuộn dây) Sơ đồ mạch điện RL: Cường độ dòng điện chạy qua mạch: i = I sin 2π ft Do dây quấn cuộn dây có điện trở r, nên biểu thức điện áp hai đầu mạch có dạng: π  u = U R sin 2π ft + U r sin 2π f + U L sin  2π f + ÷ 2  Vẽ giản đồ Fresnel: U: hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch Khi mắc volt kế đo hiệu điện hai đầu cuộn dây, số volt kế U rL = U r + U L Chia hai vế cho giá trị I đo ampere kế: 23 U rL cho biết: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 U rL U U  U  =  r ÷ +  L ÷ ⇒ rL = r + Z L I I  I   I  Nếu biết điện trở r cuộn dây, ta tìm cảm kháng cuộn dây theo công thức: U  Z L =  rL ÷ − r  I  Độ tự cảm cuộn dây:  U rL   I ÷ −r Z   Z L = 2π fL ⇒ L = L = 2π f 2π f Xét điện trở R, ta có: R= UR I UR giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu điện trở mạch RL Cần xác định: • • • • Giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện mạch ampe kế Giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu điện trở mạch Volt kế Giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu cuộn dây Volt kế Đọc tần số dòng điện, giá trị điện trở cuộn dây Nhiệm vụ học tập 3: : Sinh viên quan sát dụng cụ thí nghiệm thực yêu cầu sau đây: Trình bày tóm tắt cơng dụng dụng cụ, thiết bị bảng 4.1 để thực thí nghiệm Tìm hiểu cách sử dụng đồng hồ cách tính sai số dụng cụ Sau trình bày tóm tắt: - Cách tính sai số dụng cụ - Cách sử dụng đồng hồ để đo hiệu điện thế, cường độ dòng điện chiều, xoay chiều đo điện trở - Các lưu ý sử dụng đồng hồ Trình bày tóm tắt cơng dụng dụng cụ, thiết bị bảng để thực thí nghiệm (Phần 3.2) Tìm hiểu cách sử dụng đồng hồ cách tính sai số dụng cụ Sau trình bày tóm tắt: - Cách sử dụng đồng hồ lưu ý sử dụng đồng hồ: 24 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Cẩn thận trọng sử dụng thang đo hiệu điện thế, dòng điện nhỏ (thang 200mV, 2mA ) Nếu sơ ý để hiệu điện dòng điện lớn giới hạn thang đo này, gây cháy hỏng đồng hồ Vì vậy, thiết phải tuân thủ quy tắc sau đây: + Không chuyển đổi thang đo có điện đặt đầu vào đồng hồ + Khơng đặt điện áp dịng điện vượt giới hạn thang đo Khi chưa biết giá trị đại lượng đo, ta phải đo thăm dò với thang đo lớn Sau đó, ngắt đồng hồ khỏi mạch điện, vặn núm chuyển macḥ X để chọn thang đo thích hợp + Để đo dịng điện nhỏ 200mA ta dùng hai dây đo cắm vào lỗ COM lỗ “mA” đồng hồ Hai đầu lại dây đo mắc nối tiếp với đoạn mạch Chuyển mạch chọn thang đo X đặt “200” dải đo dịng điện chiều (kí hiệu A=), dải thang đo dòng điện xoay chiều (kí hiệu A~) tùy theo đại lượng cần đo + Sau lỗ cắm “mA”, đồng hồ có cầu chì bảo vệ: dịng điện đo vượt giới hạn thang đo, cầu chì bị cháy đứt thang đo dòng nhỏ ngưng hoạt động cầu chì thay Điều tai hại tương tự xảy ta mắc ampe kế song song với hai đầu đoạn mạch có hiệu điện khác khơng Hãy thận trọng sử dụng thang đo dịng, khơng để cháy cầu chì! Để đo dịng điện có cường độ I > 200mA, ta cắm hai dây đo vào lỗ “COM” “10A” đồng hồ, mắc hai đầu dây lại nối tiếp với mạch điện cần đo Vặn núm chọn thang đo X đến vị trí 10 dải thang đo dòng chiều (A=), vị trí 10 thang đo dịng xoay chiều (A~) Sau lỗ “10A” khơng có cầu chì bảo vệ, nên xảy đoản mạch thường gây cháy nổ mạch ngồi nguồn điện Tóm lại, chọn thang đo không nhầm lẫn thao tác đo dòng hai yếu tố cần thiết để bảo vệ đồng hồ Để đo hiệu điện chiều, xoay chiều, đo điện trở, ta cắm hai dây đo vào hai lỗ “COM” “V Ω ” đồng hồ, mắc hai đầu dây lại song song với đoạn mạch cần đo Vặn núm chọn thang đo X đến vị trí thích hợp dải thang đo hiệu điện chiều (V=), xoay chiều (V~) , thang đo điện trở ( Ω ) thích hợp - Cách xác định sai số tuyệt đối đại lượng đo trực tiếp thiết bị đo số: Đồng hồ dụng cụ đo điện đa số loại 1/2 digit có 2000 điểm đo (từ đến 1999) Giả sử chuyển mạch chọn thang đo X đặt dải đo hiệu điện chiều (V=) vị trí 20 25 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 (ứng với giới hạn đo Umax = 20V) Nếu giá trị hiệu điện đo hiển thị đồng hồ U, sai số dụng cụ phép đo U tính theo cơng thức: ∆U = δ ( % ) U + n.α α độ phân giải thang đo, tính giá trị điểm đo: α= δ ( %) 20V = 0, 01V 2000 cấp xác thang đo (tính sai số tỉ đối giới hạn thang đo) n = 1, 2, số nguyên Giá trị δ , n nhà sản xuất qui định cho thang đo, ghi tài liệu hướng dẫn sử dụng đồng hồ Với thang đo dòng khác, sai số tính tương tự - Sai số tỉ đối điện dung C C= Ta có: I 2π f U C Lấy ln hai vế: ln C = ln I − ln − ln π − lnf − ln U C ∆ Lấy vi phân hai vế thay “d” “ ”, đổi dấu “–” thành “+”, ta được: δ ( C) = ∆C ∆I ∆π ∆f ∆U C = + + + π f C I UC ∆C = δ ( C ) C ∆π 0.001 = π 3.142 - Sai số tỉ đối hệ số tự cảm Độ tự cảm cuộn dây:  U Z L =  rL  I  ZL = Lấy ln hai vế ( 1/2    − r ÷ ÷    ) 2 2 1 ln U rL − I r − ln I    ∆ Lấy vi phân hai vế thay “d” “ ”, đổi dấu “–” thành “+”, ta được: 26 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG δ ( ZL ) = ∆Z L 2 U rL I − I r ZL ∆L ∆Z L ∆π ∆f ⇒ δ ( L) = = + + 2π f π f L ZL = I U rL ∆U rL + U rL ∆I + I r.∆r = ZL ⇒ ∆Z L = Z L δ ( Z L ) L= HKII 2021 - 2022 I U rL ∆U rL + U rL ∆I + I r.∆r U rL I − I r + ∆π ∆f + π f ⇒ ∆L = Lδ ( L ) Nhiệm vụ học tập 4: Xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng nhiệt độ dây tóc thắp sáng hiệu điến 10V Từ dụng cụ thí nghiệm có sẵn (01 bóng đèn dây tóc, 01 đồng hồ đa năng), sinh viên thực yêu cầu sau đây: Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực Để xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng nhiệt độ dây tóc thắp sáng hiệu điến 10V, cần đo đại lượng nào? Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm nhiệm vụ học tập Tiến hành thí nghiệm, kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực (Phần 3.1) Để xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng nhiệt độ dây tóc thắp sáng hiệu điến 10V, cần đo đại lượng nào? Để xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng nhiệt độ dây tóc thắp sáng hiệu điến 10V, cần đo đại lượng nhiệt độ phòng cường độ dòng điện I lúc hiệu điện đạt 10V Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm nhiệm vụ học tập (Phần 2.1) Tiến hành thí nghiệm, kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo (Phần 4) Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo (Phần 4) 27 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Nhiệm vụ học tập 5: Vẽ đường đặc tuyến volt-ampere bóng đèn dây tóc Từ dụng cụ thí nghiệm có sẵn (01 nguồn điện đa năng, 01 bóng đèn dây tóc, 02 đồng hồ đa năng), sinh viên thực yêu cầu sau đây: Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hai đầu bóng đèn, cường độ dịng điện qua bóng đèn Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm, kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo Vẽ đường đặc tuyến volt-ampere bóng đèn dây tóc Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hai đầu bóng đèn, cường độ dịng điện qua bóng đèn Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực (Phần 3.1) Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm (Phần 2.1) Tiến hành thí nghiệm, kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo (Phần 4) Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo (Phần 4) Vẽ đường đặc tuyến volt-ampere bóng đèn dây tóc (Phần 4) Nhiệm vụ học tập 6: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC Từ dụng cụ thí nghiệm có sẵn (01 nguồn điện đa năng, 01 điện trở, 01 tụ điện, 02 đồng hồ đa năng), sinh viên thực yêu cầu sau đây: Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hiệu dụng toàn mạch, hiệu điện hiệu dụng hai đầu thiết bị điện cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực Để xác định điện trở R điện dung C tụ điện, cần đo đại lượng nào? Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo đạc Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hiệu dụng toàn mạch, hiệu điện hiệu dụng hai đầu thiết bị điện cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực (Phần 3.1) Để xác định điện trở R điện dung C tụ điện, cần đo đại lượng nào? 28 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Để xác định điện trở R điện dung C tụ điện, cần đo đại lượng cường độ dòng điện I, hiệu điện đầu điện trở R (UR), hiệu điện đầu tụ điện C (UC) Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm (Phần 2.2) Tiến hành thí nghiệm kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo đạc Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo (Phần 4) Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo (Phần 4) Nhiệm vụ học tập 7: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC Từ dụng cụ thí nghiệm có sẵn (01 nguồn điện đa năng, 01 điện trở, 01 tụ điện, 02 đồng hồ đa năng), sinh viên thực yêu cầu sau đây: Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hiệu dụng toàn mạch, hiệu điện hiệu dụng hai đầu thiết bị điện; cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch điện trở cuộn cảm Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa Lưu ý: Chụp hình minh họa bố trí thí nghiệm mà sinh viên thực Để xác định điện trở R độ tự cảm L cuộn cảm, cần đo đại lượng nào? Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo đạc Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo Dựa vào giá trị hiệu điện thế, cường độ dòng điện điện trở cuộn cảm có, tính điện trở R độ tự cảm L cuộn cảm Trình bày cách bố trí dụng cụ thí nghiệm để đo hiệu điện hiệu dụng toàn mạch, hiệu điện hiệu dụng hai đầu thiết bị điện; cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch điện trở cuộn cảm Vẽ sơ đồ mạch điện minh họa (Phần 3.1) Để xác định điện trở R độ tự cảm L cuộn cảm, cần đo đại lượng nào? Để xác định điện trở R độ tự cảm L cuộn cảm, cần đo đại lượng cường độ dòng điện I, hiệu điện đầu điện trở R (UR), hiệu điện đầu tụ điện L (UrL) Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm (Phần 2.3) Tiến hành thí nghiệm kẻ bảng số liệu lấy số liệu giá trị cần đo đạc Lưu ý: sinh viên lấy số liệu lần cho đại lượng cần đo (Phần 4) Xử lý kết thí nghiệm: tính giá trị trung bình sai số phép đo (Phần 4) Dựa vào giá trị hiệu điện thế, cường độ dòng điện điện trở cuộn cảm có, tính điện trở R độ tự cảm L cuộn cảm (Phần 4) 29 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tổ Vật lý đại cương Thí nghiệm vật lý đại cương trường ĐHSP thành phố Hồ Chí Minh [2] Vũ Thanh Khiết (chủ biên) 2001 Điện học NXB Giáo dục [3] David Halliday (2010) Cơ sở vật lý Tập NXB Giáo dục 30 ... QUANG Thí nghiệm 2: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Thí nghiệm 3: Khảo sát mạch điện xoay chiều. .. - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG 10 HKII 2021 - 2022 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII... THÍ NGHIỆM 3.1 Bố trí thí nghiệm BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG HKII 2021 - 2022 Thí nghiệm 1: Khảo sát đặc trưng volt ampere dây tóc bóng đèn mạch điện chiều BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Thí