Umumiy fizika fanidan laboratoriya mashg’ulotlari

1.2 Ampermetr va voltmetr yordamida qarshiliklarni o‘lchash
Tokni o‘lchaydigan asbobga ampermetr deyiladi. Bu asbob yordamida o‘lchanadigan tokning miqdori 0,1 A dan kam bo‘lsa uni milliampermetr deymiz; agarda tok qiymati A dan kam bo‘lsa bunday asbobga mikroampermetr yoki galvanometr deyiladi. Ampermetrlar zanjirning biror qismidan o‘tayotgan elektr tokni bevosita o‘lchaydi va unga ketma – ket ulanadi.
Kuchlanishni, yoki elektr zanjirining biror qismidagi potensial tushishini o‘lchash uchun voltmetr ishlatiladi. Voltmetr o‘lchov asbobi bo‘lib u kuchlanishni o‘lchash lozim bo‘lgan zanjirning qismiga paralell ulanadi.
Endi ampermetr va voltmetr yordamida noma’lum qarshilikni o‘lchashni ko‘rib chiqamiz. Buning uchun quyidagi (1 – rasm) elektr zanjiri tuziladi va o‘lchashlar o‘tkaziladi. Bu rasmda R_x-noma'lum qarshilik, V – voltmeter, A- ampermetr, ε-o‘zgarmas tok manbai. Ampermetr va voltmetr yordamida noma'lum qarshilikni o'lchash bilvosita o‘lchash usuli hisoblanadi.

1 – rasm.
Bizga aniqlik klassi 0,05 bo'lgan va eng ko‘pi bilan 15 V kuchlanishni o‘lchaydigan voltmetr, hamda aniqlik klassi 1 bo‘lgan eng ko‘pi bilan 0,5 A tokni o‘lchay oladigan ampermetr berilgan bo'lsin. O‘lchash natijalari U = 2 V va I =0,25 A bo'lsin. Om qonuniga asosan noma'lum qarshilik:

ga tengligi kelib chiqadi. Endi kuchlanish va tokni o‘lchashdagi voltmetr va ampermetrlarning xatoliklarini hisoblab qarshilikni o‘lchashdagi nisbiy xatolikni aniqlaymiz.

U=0,5% U_max = 0,005  15 = 0,075 B
J = 1% J_max = 0,010,5 = 0,005 A

=2,7
Demak, aniqlik klasslari yuqorida keltirilgan voltmetr va ampermetr yordamida bilvosita o‘lchash usuli bilan hisoblangan qarshilik 2,7% aniqlikda o‘lchangan ekan.

3. Shunt va qo‘shimcha qarshiliklarni tanlash

Odatda galvanometrlar juda ham kichik bo'lgan toklarni, kuchlanishlarni va zaryad miqdorlarini o'lchashda ishlatiladi. Shu bilan birgalikda galvanometrlar katta toklarni va katta kuchlanishlarni o'lchash uchun ham ishlatilishi mumkin. Buning uchun ampermetrga parallel holda shunt qarshilik, voltmetrga esa qo'shimcha qarshilik ketma – ket ulanadi.
Shunt qarshilikni hisoblash. Quyidagi elektr sxemani ko'rib chiqamiz (2 – rasm).
Faraz qilaylik elektr tarmog'idan katta tok (I) kelayotgan bo'lsin. O'lchash asbobimiz galvanometr kichik tokga mo'ljallangan bo'lsin. 2 – rasmdan ko'rinadiki tarmoqdan kelayotgan tok C tugunda ikkiga ajraladi.

2 – rasm.
Bir qismi galvanometrdan, qolgan qismi esa shunt qarshilik R_sh dan o'tadi. Shunt degani tarmoqlanish demakdir.
Elektr zanjirimiz murakkabdir. Shuning uchun ham tarmoqlangan murakkab zanjirga Kirxgof qoidalarini ishlatib, tegishli kattaliklarni topamiz. Birinchi qoida tugunlar uchun bo'lib, unda 2 – rasmdagi С tugun uchun Kirxgofni birinchi qoidasiga asosan quyidagini yozamiz:
(4)
(D) tugun uchun esa C tugunning teskarisi bo'ladi.
Kirxgofning ikkinchi qoidasiga asosan har qanday yopiq zanjir uchun potensial tushishlar yig'indisi shu yopiq zanjirdagi E.Yu.K yig'indisiga teng. Bu qoidalarni ishlatganda ixtiyoriy yo'naltirilgan tok yo'nalishlarini va E.Yu.K lar klemmalarining ( + yoki - ) ishoralarini nazarga olish kerak. 2 – rasmdagi yopiq zanjir uchun ikkinchi qoidaga asosan :
I_gR_g – I_shR_sh = 0 (5)
(4) va (5) tenglamalardan :
I = I_g(( ) +1) (6)
Galvanometrning o'lchash chegarasini n marta oshirish kerak bo'lsa
I =I_gn (7)
deb olamiz. (7) ni (6) ga qo'yib :
R_sh = (8)
ni olamiz. 2 – rasmda R_sh qarshilikni shunday tanlab olganda galvanometr shkalasining ko'rsatishi n – 1 marta ortgan tokni o'lchaydigan asbob bo'ladi. Masalan: Bizda shkalasi 100 bo'limga bo'lingan ichki qarshiligi 600  va 100 μA tokni o'lchaydigan mikroampermetr o'lchov asbobimiz bor. Shu asbob yordamida tokni 0,3 A gacha o'lchash uchun ampermetr o'rnida ishlatmoqchi bo'lsak, sxemadagi shunt qarshiligini qancha tanlab olishimiz kerak . Bu berilganlarni hisobga olib 2 – rasmga yuqorida keltirilgan (6) - (8) formulalarga asosan:

I_a =100 μА ( 100 bo'limga og'sa shuncha tokni ko'rsatadi)

Demak, to'liq shkalasi 100 μA lik asbobning har bo'limi 1 μA ni ko'rsatgan. Unga R_sh = 0,5  lik shunt qarshilik ulangandan keyin o'sha μA ning har bo'limi 300010^-6А310^-3A ni ko'rsatadi. Shunt qarshilik ulangandan keyin mikroampermetr milliampermetrga “aylandi”