تحقیق بررسی آزمایش آشنایی با مولتی متر عقربه ای در 53 صفحه ورد قابل ویرایش

آزمایش شماره (1) :

آشنایی به وسایل اندازه گیری

هدف : آشنایی با مولتی متر عقربه ای ( آنالوگ ) و طریقه اندازه گیری چند کمیت با آن , همچنین آشنایی با گالوانومتر و چگونگی کاربرد آن .

زمینه نظری : دستگاه اندازه گیری عقربه ای یا آنالوگ از یک قاب متحرک تشکیل شده که در داخل یک میدان مغناطیسی دائمی قرار گرفته و میزان چرخش آن را عقربه نشان می دهد . وقتی جریان معینی از قاب متحرک حرکت می کند, قاب و عقربه متصل به آن منحرف شده و عقریه مقدار جریان را نشان می دهد . برای اندازه گیری پارامترهای مختلف مانند شدت جریان , ولتاژ , مقاومت و ... روی صفحه را طوری درجه بندی می کنند که میزان انحراف عقربه متناسب با جریان عبور کرده از قاب متحرک و در نتیجه متناسب با پرامتر مورد اندازه گیری باشد . و بتوان مقدار پارامتر مورد اندازه گیزی را مستقیما روی صفحه خواند .

مولتی متر عقربه ای ( آنالوگ ) Sanwa مدل yx360 TRE :

مولتی متر ( Multi meter ) یا آوومتر دستگاهی است که به وسیله آن می توان چند کمیت مختلف را اندازه گیری کرد . و نام آن از حروف اول کلمات Amper , Volt , Ohm گرفته شده است . تمام مولتی مترها با جزیی اختلاف مانند یکدیگر هستند . در اینجا جهت آشنایی با طرز کار و نحوه قرار دادن آن در مدارهای الکتریکی , به شرح یکی از مدل های مولتی متر می پردازیم . در روی مولتی متر قسمت های زیر قابل مشاهده است :

1- صفحه نمایش شامل عقربه و قوس های مدرج

2- کلید انتخاب یا سلکتور ( دکمه انتخاب )

3- دکمه تنظیم کننده مکان عقربه

4- پیچ تنظیم عقربه

5- فیش های مثبت و منفی به رنگ های قرمز و سیاه

در مولتی متر مورد نظر در صفحه , برای کمیت های مختلف 9 ردیف قوس های مدرج دیده می شود که هر ردیف به درجات مختلف تقسیم شده است .

روی صفحه و در کنار سلکتور علائم V برای اختلاف پتانسیل , A برای شدت جریان , W برای مقاومت , Ac برای جریان متناوب و Dc برای جریان مستقیم به کار رفته است . بر روی صفحه منحنی شماره ( 1 ) برای اندازه گیری مقاومت به کار می رود . منحنی دوم در زیر آینه برای اندازه گیری ( با سه سری ( 2 ) , ( 3 ) و ( 4 ) ) ولتاژ و شدت جریان مستقیم به کار می رود . منحنی شماره ( 5 ) برای اندازه گیری ولتاژ متناوب تا حداکثر 10v به کار می رود . منحنی شماره ( 6 ) برای اندازه گیری ظرفیت خازن به کار می رود .

منحنی پنج با شماره گدذاری های ( 7 ) و ( 8 ) نیز برای اندازه گیری ولتاژ مستقیم به ترتیب تا حداکثر+25v ,+5v به کار می رود . با این تفاوت مه چون صفر منحنی در وسط قرار دارد , نحوه اتصال دستگاه در مدار یعنی فیش مثبت دستگاه به قطب مثبت منبع یا قطب منفی منبع تغذیه متصل شود می توان اندازه گیری را انجام داد . البته برای تغییرات ولتاژ از مثبت به منفی و بالعکس نیز قابل استفاده است .

منحنی های نشان داده شده با شماره های ( 9 ) و ( 10 ) , (11 ) و (12) برای اندازه گیری های پارامترهای ** و ترانفریستور به کار می رود که از ذکر آن صرف نظر می کنیم.









معمولا درجه بندی مربوط به مقاومت الکتریکی از راست به چپ و بقیه درجه بندی ها از چپ به راست می باشد .

سلکتور ( دکمه انتخاب ) کلیدی است که می تواند روی صفحه دایره شکل حول خود حرکت کند . در محیط دایره درجاتی است که حوزه کار دستگاه را نشان می دهد . اعدادی که کلیه سلکتور مقابل آن قرارداده می شود ممکن است کوچکتر یا بزرگتر از درجات قوس های مدرج باشند . حاصل تقسم را که ضزیب قرائت نامیده می شود در عدد متقابل به عقربه ضرب می نماییم , به این ترتیب مقدار کمیت به دست می آید . هنگام کار با دستگاه توجه به نکات زیر ضروری است .

1- برای اندازه گیری شدت جریان دستگاه را به طور سری و هنگام اندازه گیری اختلاف پتانسیل باید دستگاه را به طور موازی در مدار قرار داد .

2- هنگام اندازه گیری مقاومت لازم است جریام برق را قطع کنید در غیر این صورت به دستگاه آسیب می رسد .

3- همیشه هنگام اندازه گیری کمیت ها کلید سلکتور را روی بیشترین درجه قرار دهید و در صورت لزوم به تدریج آن را کاهش دهید تا به دستگاه لطمه ای وارد نشود .

4- اگر کلید سلکتور مقابل بیشترین درجه قرار داده شود و عقربه بیش از حد مجاز منحرف گردد , باید بلافاصله مدار را قطع کنید . زیرا دستگاه برای اندازه گیری آن مقدار از کمیت مناسب نیست و باید دستگاه دیگری با ظرفیت بیشتر استفاده کنیم .

5-اگر چرخش عقربه در جهت معکوس باشد یا باید جای فیش های ورودی را جابجا کرده , با اینکه عمل تعویض دو قطب را در منبع تغذیه انجام داد .

6- در صفحه ای مدرج آینه ای موازی صفحه وجود دارد که به کمک آن می توان خطای اندازه گیری را کاهش داد . زیرا برای قرائت صحیح باید یه طور عمودی به صفحه نگاه کنیم . طوری که عقربه با تصویر آن در آینه منطبق شود .

الف ) طرز اندازه گیری ولتاژ مستقیم :

ابتدا سلکتور را در وضعیت اندازه گیری ولتاژ مستقیم (DC=) بر روی بیشترین ولتاژ قرار دهید . (گستره 1000 V ) فیش های مولتی متر را به دو سر منبع یا قسمتی از مدار که می خواهید اختلاف پتانسیل آن را اندازه گیری کنید . به طرز صحیح متصل کنید .

در صورتی که میزان عقربه ناچیز است , سلکتور را به ترتیب روی گستره های 2.5 V , 10 V , 50 V , 250 V -0.1 V , 0.25 V قرار دهید تا میزان انحراف عقربه بهترین حالت را نشان دهد ( عقربه نه به قسمت ابتدا و نه به انتهای منحنی نزدیک باشد ) . برای قرائت ولتاژ مجهول باید از منحنی دوم صفحه نمایش ( زیر آینه ) استفاده کنید . این منحنی برای ولتاژ در جریان مستقیم و متناوب قابل استفاده است . در زیر این منحنی سه ردیف عدد نوشته شده است . ردیف اول از (0 تا 250) ردیف دوم از (0 تا 50 ) و ردیف سوم از (0 تا 10 ) . اگر سلکتور را روی 250 V قرار داده اید عدد را از (0 تا 250 ) قرائت کنید . اگر سلکتور را روی 50 V یا 10 V قرار داده اید .به ترتیب از ردیف های (0 تا 50 ) یا (0 تا 10 ) قرائت کنید . در صورتی که سلکتور را در وضعیت 2.5 V یا 0.25 قرار می دهید , بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 250 ) قرائت کرد ه و عدد قرائت شده را به ترتیب در 100/1 و 1000/1 ضرب کنید تا وبتاژ مجهول به دست آید . اما اگر سلکتور را در حالت 1000 V یا 0.1 V قرار داده اید , بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 10 ) قرائت نموده و عدد قرائت شده را به ترتیب در 100 و 100/1 ضرب کنید تا ولتاژ مجهول به دست آید .

تذکر : برای اندازه گیری ولتاژهای بین 1 تا 25 ولت مستقیم از منحنی پنجم می توان استفاده کرد .

توجه : وقتی دستگاه را برای اندازه گیری ولتاژ به کار می برید به هیچ نباید سلکتور در وضعیت های غیر ولتاژ قرار داشته باشد .

ب ) طرز اندازه گیری ولتاژ متناوب :

اندازه گیری ولتاژ متناوب شبیه حالت مستقیم است , با این تفاوت که گستره های انتخاب حالت ( AC V )

فقط 10 V , 50 V , 250 V ,750 V است و برای وضعیتی که سلکتور به حالت 750 V است و بهتر است عدد را از ردیف (0 تا 50 ) در زیر منحنی دوم قرائت نموده و در 3/1 ضرب کنید تا ولتاژ مجهول به دست آید .
آزمایش شماره 5 : بررسی قوانین کیرشهف

هدف : بررسی قانون اول کیرشهف (kcl) و قانون دوم کیرشهف (k.v.l) و ه کار بردن آنها در مدارهای الکتریکی

زمینه نظری : برای پیدا کردن شدت جریان و یا اختلاف پتانسیل در مدارهایی که با شعبات زیادی دارند قوانین کیرشهف بسیار مفید است . می توان قوانین دوگانه کیرشهف را به شرح زیر بیان کرد .

قانون اول (k.c.l) در هر نقطه انشعاب (گره) جمع جبری شدت جریان ها برابر صفر است و یا به عبارتی مجموع شدت جریان هایی که به یک نقطه از مدار وارد می شوند برابر مقدار جریانهایی است که از آن نقطه به طرف خارج می روند . 0 SI=

در مورد علامت یک جریان و یا مثبت و منفی بودن آن به طور معمول تمام جریان هایی که به یک نقطه وارد می شوند مثبت و آن هایی که از آن نقطه خارج می شوند را منفی در نظر می گیرند .

قانون دوم (k.v.l) در حلقه بسته از مدار الکتریکی , مجموع جبرب نیروهای محرکه و ضد محرکه برابر مجموع جبری افت پتانسیل در مقاومت های حلقه است . به بیان دیگر از ولتاژهای دستگاه های مولد (نیروهای محرکه) و دستگاه های گیرنده (نیروی ضد محرکه) را در یک طرف رابطه و ولتاژ های مقاومت را در طزف دیگر رابطه قرار دهیم , خواهیم داشت : ?E= ? I.R

باید توجه داشت که گیرنده به دستگاهی اطلاق می شود که انرژی الکتریکی را به گونه ای دیگر از انرژی (انرژی شیمیایی یا مکانیکی) به غیر از انرژی گرمایی تبدیل می کند . مثلا موتور الکتریکی یک گیرنده است . یا ظرف الکترولیز یک گیرنده است زیرا انرژی الکتریکی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند . ولی لامپ یک گیرنده نیست زیرا انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می کند .

برای علامت اختلاف پتانسیل ها و یا نیرو های محرکه التریکی در روی مدار در جهت معینی حرکت می کنیم . اگر این جهت انتخابی از قطب منفی یک مولد به قطب مثبت باشد . نیروی محرکه این قسمت از مدار را مثبت و در غیر این صورت منفی در نظر می گیریم . اگر در این مدار R یک مقاومت و I شدت جریان در آن باشد , اختلاف پتانسیل دو سر این مقاومت V=IR خواهد بود . حال اگر جهت I در جهت مثبتی باشد که برای حرکت روی مدار انتخاب شده است اختلاف پتانسیل الکتریکی روی مقاومت R را مثبت و عکس این حالت را منفی در نظر می گیریم .

وسایل آزمایش : منبع تغذیه DC - ولت سنج - آمپر سنج - اهم سنج - صفحه مدار - سیم رابط - مقاومت الکتریکی

روش آزمایش :

الف ) قانون جریان ها (k.c.l) : ابتدا مقدار مقاومت های 1R و 2R را با اهم سنج اندازه گیری کرده و یاداشت کنید سپس منبع تغذیه را روشن نموده با استفاده از ولت سنج آن را روی ولتاژ مشخصی تنظیم کرده و خاموش کنید . حال مداری مطابق شکل متصل نموده پس از حصول اطمینان از درست بودن مدار , جریان را در مدار برقرار کنید . برای اندازه گیری شدت جریان در شاخه اصلی مدار (I) و شاخه های فرعی ( 1I و 2I ) هر بار آمپر سنج (گالوانومتر) را در محل مشخص شده قرار دهید و مقدار I و 1I و 2I را اندازه گیری کنید و تحقیق کنید که آیا مقادیر به دست آمده در رابطه زیر صدق می کند .

I-I1-I2=0

اسیکوسکوپ :

دستگاه اسیلوسکوپ یا نوسان نگار برای مطالعه شکل یک نوسان و مشخصات دیگر آن مثل پریود - طول موج - فرکانس - ولتاژ به کار می رود این وسله همچنین می تواند جهت اندازه گیری های جریان مستقیم (dc) به کار برده می شود .

ساختمان اسیلوسکوپ :

اسیلوسکوپ تشکیل شده است از یک تیوپ یا لوله کاتوود یا لامپ پرتوکادی

(C.R.O.) لامپ کاتدی دارای سه بخش است الف - تفنگ الکترولیتی - برای تولید باریکه الکترون ب- سیستمی برای انحراف الکترون ج- پرده ای با اندودی از ماده شیمایی که انرژی باریکه را به انرژی نور مرئی تبدیل می کند .

این اجزا در یک محفظه شیشه ای تخلیه شده جای داده می شوند شکل زیر :













کلیدهای اسیلوسکوپ :

کلیدهای اسیلوسکوپ را می توان به چهار قسمت طبقه بندی کنید .

1- گروه کنترل :

شامل کلید روشن و خاموش - شدت نور - و تمرکز نقطه نورانی و چند کلید دیگر

الف ) کلید روشن و خاموش که با power مشخص شده که برای روشن و خاموش کردن است پس از روشن کردن چند دقیقه طول می کشد تا اسیلوسکوپ به حالت عادی خود برگردد

ب- کلید تمرکز اشعه : این کلید با focus نمایان است و برای تنظیم نقطه نورانی به کار می رود .

ج- کلید شدت (INTENSITY) : که برای کنترل میزان روشنایی نقطه نورانی است .

2- گروه کنترل عمودی :

که برای موقعیت عمودی و وضعیت عمودی اشعه است .

الف ) کلید INPUT : این کلید محل ورودی سیگنال به اسلوسکوپ است و به صورت سوکت BNC می باشد سیگنال توسط یک سیم کواکسیال به این رابط BNC وصل می شود .

ب) کلید انتخاب ورودی : این کلید دارای سه وضعیت AC,GND,DC است و نحوه ارتباط سیگنال ورودی را به داخل اسیلوسکوپ تعیین می کند اگر کلید در حالت AC قرار گیرد تنها قسمت AC سیگنلا ورودی یه مدارات اسیلوسکوپ می رود و مقادیر DC که به همراه دارد به مدارات داخلی وصل می شود .

و در حالت GND ورودی تقویت کننده به زمین وصل می شود

در حالت DC هم قسمت AC و هم قسمت DC سیگنال ورودی به مدارات اسلوسکوپ می رود .

ج) موقعیت عمودی POSISION : با این دکمه می توان اشعه را در راستای عمودی حرکت دارد .

د) تضعیف کننده مرحله ای : می دانیم که تقویت کننده اسلوسکوپ بایستی قابل تغییر باشد تا بتواند سیگنال های مخلتف با دامنه های متفاوت را روی صفحه نمایش دهد . و از صفحه

خارج نشود . این کلید با VOLTSDIV مشخص شده است وقتی سیگنال به ورودی اعمال شود و بر روی صفحه نمایش داده شود مقدار واقعی آن به تعداد تقسیمات که روی صفحه اشغال شده و مقدار تضعیف کننده بستگی دارد . به طور مثال برای سیگنال زیر شرح زیر به دست می آید .

تقسیم 4/6 = دامنه پیک تا پیک روی صفحه (قله تا قله)

قسمت / ولت 2/0 = مقدار تضعیف کننده

28/1 = 2/0×4/6 = مقدار واقعی

علاوه بر تضیف کننده مرحله ای به صورت پله ای تغییر می کند بر روی این کلید یک ولوم وجود دارد که به صورت پیوسته تغییر می کند که همیشه در وضعیتی قرار می گیرد که موج را یک برابر کند تا بتوانیم اندازه گیری دقیق داشته باشیم .

2- گروه کنترل افقی :

این گروه کلیدها تعیین کننده وضعیت انحراف اشعه نحوه جاروب صفحه اسیلوسکوپ هستند و شامل کلیدهای زیر است .