تحقیق بررسی آزمايش آشنايي با مولتي متر عقربه اي

تحقيق بررسي آزمايش آشنايي با مولتي متر عقربه اي در 53 صفحه ورد قابل ويرايش

آزمايش شماره (1) :

آشنايي به وسايل اندازه گيري

هدف : آشنايي با مولتي متر عقربه اي ( آنالوگ ) و طريقه اندازه گيري چند كميت با آن , همچنين آشنايي با گالوانومتر و چگونگي كاربرد آن .

زمينه نظري : دستگاه اندازه گيري عقربه اي يا آنالوگ از يك قاب متحرك تشكيل شده كه در داخل يك ميدان مغناطيسي دائمي قرار گرفته و ميزان چرخش آن را عقربه نشان مي دهد . وقتي جريان معيني از قاب متحرك حركت مي كند, قاب و عقربه متصل به آن منحرف شده و عقريه مقدار جريان را نشان مي دهد . براي اندازه گيري پارامترهاي مختلف مانند شدت جريان , ولتاژ , مقاومت و ... روي صفحه را طوري درجه بندي مي كنند كه ميزان انحراف عقربه متناسب با جريان عبور كرده از قاب متحرك و در نتيجه متناسب با پرامتر مورد اندازه گيري باشد . و بتوان مقدار پارامتر مورد اندازه گيزي را مستقيما روي صفحه خواند .

مولتي متر عقربه اي ( آنالوگ ) Sanwa مدل yx360 TRE :

مولتي متر ( Multi meter ) يا آوومتر دستگاهي است كه به وسيله آن مي توان چند كميت مختلف را اندازه گيري كرد . و نام آن از حروف اول كلمات Amper , Volt , Ohm گرفته شده است . تمام مولتي مترها با جزيي اختلاف مانند يكديگر هستند . در اينجا جهت آشنايي با طرز كار و نحوه قرار دادن آن در مدارهاي الكتريكي , به شرح يكي از مدل هاي مولتي متر مي پردازيم . در روي مولتي متر قسمت هاي زير قابل مشاهده است :

1- صفحه نمايش شامل عقربه و قوس هاي مدرج

2- كليد انتخاب يا سلكتور ( دكمه انتخاب )

3- دكمه تنظيم كننده مكان عقربه

4- پيچ تنظيم عقربه

5- فيش هاي مثبت و منفي به رنگ هاي قرمز و سياه

در مولتي متر مورد نظر در صفحه , براي كميت هاي مختلف 9 رديف قوس هاي مدرج ديده مي شود كه هر رديف به درجات مختلف تقسيم شده است .

روي صفحه و در كنار سلكتور علائم V براي اختلاف پتانسيل , A براي شدت جريان , W براي مقاومت , Ac براي جريان متناوب و Dc براي جريان مستقيم به كار رفته است . بر روي صفحه منحني شماره ( 1 ) براي اندازه گيري مقاومت به كار مي رود . منحني دوم در زير آينه براي اندازه گيري ( با سه سري ( 2 ) , ( 3 ) و ( 4 ) ) ولتاژ و شدت جريان مستقيم به كار مي رود . منحني شماره ( 5 ) براي اندازه گيري ولتاژ متناوب تا حداكثر 10v به كار مي رود . منحني شماره ( 6 ) براي اندازه گيري ظرفيت خازن به كار مي رود .

منحني پنج با شماره گدذاري هاي ( 7 ) و ( 8 ) نيز براي اندازه گيري ولتاژ مستقيم به ترتيب تا حداكثر+25v ,+5v به كار مي رود . با اين تفاوت مه چون صفر منحني در وسط قرار دارد , نحوه اتصال دستگاه در مدار يعني فيش مثبت دستگاه به قطب مثبت منبع يا قطب منفي منبع تغذيه متصل شود مي توان اندازه گيري را انجام داد . البته براي تغييرات ولتاژ از مثبت به منفي و بالعكس نيز قابل استفاده است .

منحني هاي نشان داده شده با شماره هاي ( 9 ) و ( 10 ) , (11 ) و (12) براي اندازه گيري هاي پارامترهاي ** و ترانفريستور به كار مي رود كه از ذكر آن صرف نظر مي كنيم.









معمولا درجه بندي مربوط به مقاومت الكتريكي از راست به چپ و بقيه درجه بندي ها از چپ به راست مي باشد .

سلكتور ( دكمه انتخاب ) كليدي است كه مي تواند روي صفحه دايره شكل حول خود حركت كند . در محيط دايره درجاتي است كه حوزه كار دستگاه را نشان مي دهد . اعدادي كه كليه سلكتور مقابل آن قرارداده مي شود ممكن است كوچكتر يا بزرگتر از درجات قوس هاي مدرج باشند . حاصل تقسم را كه ضزيب قرائت ناميده مي شود در عدد متقابل به عقربه ضرب مي نماييم , به اين ترتيب مقدار كميت به دست مي آيد . هنگام كار با دستگاه توجه به نكات زير ضروري است .

1- براي اندازه گيري شدت جريان دستگاه را به طور سري و هنگام اندازه گيري اختلاف پتانسيل بايد دستگاه را به طور موازي در مدار قرار داد .

2- هنگام اندازه گيري مقاومت لازم است جريام برق را قطع كنيد در غير اين صورت به دستگاه آسيب مي رسد .

3- هميشه هنگام اندازه گيري كميت ها كليد سلكتور را روي بيشترين درجه قرار دهيد و در صورت لزوم به تدريج آن را كاهش دهيد تا به دستگاه لطمه اي وارد نشود .

4- اگر كليد سلكتور مقابل بيشترين درجه قرار داده شود و عقربه بيش از حد مجاز منحرف گردد , بايد بلافاصله مدار را قطع كنيد . زيرا دستگاه براي اندازه گيري آن مقدار از كميت مناسب نيست و بايد دستگاه ديگري با ظرفيت بيشتر استفاده كنيم .

5-اگر چرخش عقربه در جهت معكوس باشد يا بايد جاي فيش هاي ورودي را جابجا كرده , با اينكه عمل تعويض دو قطب را در منبع تغذيه انجام داد .

6- در صفحه اي مدرج آينه اي موازي صفحه وجود دارد كه به كمك آن مي توان خطاي اندازه گيري را كاهش داد . زيرا براي قرائت صحيح بايد يه طور عمودي به صفحه نگاه كنيم . طوري كه عقربه با تصوير آن در آينه منطبق شود .

الف ) طرز اندازه گيري ولتاژ مستقيم :

ابتدا سلكتور را در وضعيت اندازه گيري ولتاژ مستقيم (DC=) بر روي بيشترين ولتاژ قرار دهيد . (گستره 1000 V ) فيش هاي مولتي متر را به دو سر منبع يا قسمتي از مدار كه مي خواهيد اختلاف پتانسيل آن را اندازه گيري كنيد . به طرز صحيح متصل كنيد .

در صورتي كه ميزان عقربه ناچيز است , سلكتور را به ترتيب روي گستره هاي 2.5 V , 10 V , 50 V , 250 V -0.1 V , 0.25 V قرار دهيد تا ميزان انحراف عقربه بهترين حالت را نشان دهد ( عقربه نه به قسمت ابتدا و نه به انتهاي منحني نزديك باشد ) . براي قرائت ولتاژ مجهول بايد از منحني دوم صفحه نمايش ( زير آينه ) استفاده كنيد . اين منحني براي ولتاژ در جريان مستقيم و متناوب قابل استفاده است . در زير اين منحني سه رديف عدد نوشته شده است . رديف اول از (0 تا 250) رديف دوم از (0 تا 50 ) و رديف سوم از (0 تا 10 ) . اگر سلكتور را روي 250 V قرار داده ايد عدد را از (0 تا 250 ) قرائت كنيد . اگر سلكتور را روي 50 V يا 10 V قرار داده ايد .به ترتيب از رديف هاي (0 تا 50 ) يا (0 تا 10 ) قرائت كنيد . در صورتي كه سلكتور را در وضعيت 2.5 V يا 0.25 قرار مي دهيد , بهتر است عدد را از رديف (0 تا 250 ) قرائت كرد ه و عدد قرائت شده را به ترتيب در 100/1 و 1000/1 ضرب كنيد تا وبتاژ مجهول به دست آيد . اما اگر سلكتور را در حالت 1000 V يا 0.1 V قرار داده ايد , بهتر است عدد را از رديف (0 تا 10 ) قرائت نموده و عدد قرائت شده را به ترتيب در 100 و 100/1 ضرب كنيد تا ولتاژ مجهول به دست آيد .

تذكر : براي اندازه گيري ولتاژهاي بين 1 تا 25 ولت مستقيم از منحني پنجم مي توان استفاده كرد .

توجه : وقتي دستگاه را براي اندازه گيري ولتاژ به كار مي بريد به هيچ نبايد سلكتور در وضعيت هاي غير ولتاژ قرار داشته باشد .

ب ) طرز اندازه گيري ولتاژ متناوب :

اندازه گيري ولتاژ متناوب شبيه حالت مستقيم است , با اين تفاوت كه گستره هاي انتخاب حالت ( AC V )

فقط 10 V , 50 V , 250 V ,750 V است و براي وضعيتي كه سلكتور به حالت 750 V است و بهتر است عدد را از رديف (0 تا 50 ) در زير منحني دوم قرائت نموده و در 3/1 ضرب كنيد تا ولتاژ مجهول به دست آيد .
آزمايش شماره 5 : بررسي قوانين كيرشهف

هدف : بررسي قانون اول كيرشهف (kcl) و قانون دوم كيرشهف (k.v.l) و ه كار بردن آنها در مدارهاي الكتريكي

زمينه نظري : براي پيدا كردن شدت جريان و يا اختلاف پتانسيل در مدارهايي كه با شعبات زيادي دارند قوانين كيرشهف بسيار مفيد است . مي توان قوانين دوگانه كيرشهف را به شرح زير بيان كرد .

قانون اول (k.c.l) در هر نقطه انشعاب (گره) جمع جبري شدت جريان ها برابر صفر است و يا به عبارتي مجموع شدت جريان هايي كه به يك نقطه از مدار وارد مي شوند برابر مقدار جريانهايي است كه از آن نقطه به طرف خارج مي روند . 0 SI=

در مورد علامت يك جريان و يا مثبت و منفي بودن آن به طور معمول تمام جريان هايي كه به يك نقطه وارد مي شوند مثبت و آن هايي كه از آن نقطه خارج مي شوند را منفي در نظر مي گيرند .

قانون دوم (k.v.l) در حلقه بسته از مدار الكتريكي , مجموع جبرب نيروهاي محركه و ضد محركه برابر مجموع جبري افت پتانسيل در مقاومت هاي حلقه است . به بيان ديگر از ولتاژهاي دستگاه هاي مولد (نيروهاي محركه) و دستگاه هاي گيرنده (نيروي ضد محركه) را در يك طرف رابطه و ولتاژ هاي مقاومت را در طزف ديگر رابطه قرار دهيم , خواهيم داشت : ?E= ? I.R

بايد توجه داشت كه گيرنده به دستگاهي اطلاق مي شود كه انرژي الكتريكي را به گونه اي ديگر از انرژي (انرژي شيميايي يا مكانيكي) به غير از انرژي گرمايي تبديل مي كند . مثلا موتور الكتريكي يك گيرنده است . يا ظرف الكتروليز يك گيرنده است زيرا انرژي الكتريكي را به انرژي شيميايي تبديل مي كند . ولي لامپ يك گيرنده نيست زيرا انرژي الكتريكي را به انرژي گرمايي تبديل مي كند .

براي علامت اختلاف پتانسيل ها و يا نيرو هاي محركه التريكي در روي مدار در جهت معيني حركت مي كنيم . اگر اين جهت انتخابي از قطب منفي يك مولد به قطب مثبت باشد . نيروي محركه اين قسمت از مدار را مثبت و در غير اين صورت منفي در نظر مي گيريم . اگر در اين مدار R يك مقاومت و I شدت جريان در آن باشد , اختلاف پتانسيل دو سر اين مقاومت V=IR خواهد بود . حال اگر جهت I در جهت مثبتي باشد كه براي حركت روي مدار انتخاب شده است اختلاف پتانسيل الكتريكي روي مقاومت R را مثبت و عكس اين حالت را منفي در نظر مي گيريم .

وسايل آزمايش : منبع تغذيه DC - ولت سنج - آمپر سنج - اهم سنج - صفحه مدار - سيم رابط - مقاومت الكتريكي

روش آزمايش :

الف ) قانون جريان ها (k.c.l) : ابتدا مقدار مقاومت هاي 1R و 2R را با اهم سنج اندازه گيري كرده و ياداشت كنيد سپس منبع تغذيه را روشن نموده با استفاده از ولت سنج آن را روي ولتاژ مشخصي تنظيم كرده و خاموش كنيد . حال مداري مطابق شكل متصل نموده پس از حصول اطمينان از درست بودن مدار , جريان را در مدار برقرار كنيد . براي اندازه گيري شدت جريان در شاخه اصلي مدار (I) و شاخه هاي فرعي ( 1I و 2I ) هر بار آمپر سنج (گالوانومتر) را در محل مشخص شده قرار دهيد و مقدار I و 1I و 2I را اندازه گيري كنيد و تحقيق كنيد كه آيا مقادير به دست آمده در رابطه زير صدق مي كند .

I-I1-I2=0

اسيكوسكوپ :

دستگاه اسيلوسكوپ يا نوسان نگار براي مطالعه شكل يك نوسان و مشخصات ديگر آن مثل پريود - طول موج - فركانس - ولتاژ به كار مي رود اين وسله همچنين مي تواند جهت اندازه گيري هاي جريان مستقيم (dc) به كار برده مي شود .

ساختمان اسيلوسكوپ :

اسيلوسكوپ تشكيل شده است از يك تيوپ يا لوله كاتوود يا لامپ پرتوكادي

(C.R.O.) لامپ كاتدي داراي سه بخش است الف - تفنگ الكتروليتي - براي توليد باريكه الكترون ب- سيستمي براي انحراف الكترون ج- پرده اي با اندودي از ماده شيمايي كه انرژي باريكه را به انرژي نور مرئي تبديل مي كند .

اين اجزا در يك محفظه شيشه اي تخليه شده جاي داده مي شوند شكل زير :













كليدهاي اسيلوسكوپ :

كليدهاي اسيلوسكوپ را مي توان به چهار قسمت طبقه بندي كنيد .

1- گروه كنترل :

شامل كليد روشن و خاموش - شدت نور - و تمركز نقطه نوراني و چند كليد ديگر

الف ) كليد روشن و خاموش كه با power مشخص شده كه براي روشن و خاموش كردن است پس از روشن كردن چند دقيقه طول مي كشد تا اسيلوسكوپ به حالت عادي خود برگردد

ب- كليد تمركز اشعه : اين كليد با focus نمايان است و براي تنظيم نقطه نوراني به كار مي رود .

ج- كليد شدت (INTENSITY) : كه براي كنترل ميزان روشنايي نقطه نوراني است .

2- گروه كنترل عمودي :

كه براي موقعيت عمودي و وضعيت عمودي اشعه است .

الف ) كليد INPUT : اين كليد محل ورودي سيگنال به اسلوسكوپ است و به صورت سوكت BNC مي باشد سيگنال توسط يك سيم كواكسيال به اين رابط BNC وصل مي شود .

ب) كليد انتخاب ورودي : اين كليد داراي سه وضعيت AC,GND,DC است و نحوه ارتباط سيگنال ورودي را به داخل اسيلوسكوپ تعيين مي كند اگر كليد در حالت AC قرار گيرد تنها قسمت AC سيگنلا ورودي يه مدارات اسيلوسكوپ مي رود و مقادير DC كه به همراه دارد به مدارات داخلي وصل مي شود .

و در حالت GND ورودي تقويت كننده به زمين وصل مي شود

در حالت DC هم قسمت AC و هم قسمت DC سيگنال ورودي به مدارات اسلوسكوپ مي رود .

ج) موقعيت عمودي POSISION : با اين دكمه مي توان اشعه را در راستاي عمودي حركت دارد .

د) تضعيف كننده مرحله اي : مي دانيم كه تقويت كننده اسلوسكوپ بايستي قابل تغيير باشد تا بتواند سيگنال هاي مخلتف با دامنه هاي متفاوت را روي صفحه نمايش دهد . و از صفحه

خارج نشود . اين كليد با VOLTSDIV مشخص شده است وقتي سيگنال به ورودي اعمال شود و بر روي صفحه نمايش داده شود مقدار واقعي آن به تعداد تقسيمات كه روي صفحه اشغال شده و مقدار تضعيف كننده بستگي دارد . به طور مثال براي سيگنال زير شرح زير به دست مي آيد .

تقسيم 4/6 = دامنه پيك تا پيك روي صفحه (قله تا قله)

قسمت / ولت 2/0 = مقدار تضعيف كننده

28/1 = 2/0×4/6 = مقدار واقعي

علاوه بر تضيف كننده مرحله اي به صورت پله اي تغيير مي كند بر روي اين كليد يك ولوم وجود دارد كه به صورت پيوسته تغيير مي كند كه هميشه در وضعيتي قرار مي گيرد كه موج را يك برابر كند تا بتوانيم اندازه گيري دقيق داشته باشيم .

2- گروه كنترل افقي :

اين گروه كليدها تعيين كننده وضعيت انحراف اشعه نحوه جاروب صفحه اسيلوسكوپ هستند و شامل كليدهاي زير است .