28
PHẦN II
CÁC BÀI THỰC HÀNH
29
BÀI 1. LÀM QUEN VỚI CÁC DỤNG CỤ ĐO
ĐỘ DÀI VÀ ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN ĐA NĂNG
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Thước kẹp
Thước kẹp (hình 1) là dụng cụ đo độ dài chính
xác tới 0,1 ÷ 0,02 mm. Cấu tạo của nó gồm một
thước chính T được chia đều thành từng milimet và
một thước du xích T′ có thể trượt dọc theo thân
thước chính. Để thuận tiện, khi sử dụng thước kẹp,
người ta làm thêm các đầu kẹp: đầu kẹp cố định 1-
2 gắn liền với thước chính T và đầu kẹp di động
1′−2′ gắn với du xích T′. Kích thước ngoài của vạt đo bằng hai đầu 1−1′, kích
thước trong của vật đo bằng hai đầu 2−2′. Muốn hãm cố định du xích T′ trên
thân của thước chính T, ta vặn nhẹ vít hãm 3.
Du xích được chế tạo sao cho N độ chia của
nó có độ dài đúng bằng N−1 độ chia của thước
chính. Nếu giá trị của mỗi độ chia trên thước
chính là a và của mỗi độ chia trên du xích là b thì
ta có điều kiện: N.b=(N−1).a (1)
Suy ra: a−b=a
N=Δ (2)
Đại lượng Δ được gọi là độ chính xác của du xích (ghi trên du xích).
Thí dụ: với a=1 mm, nếu N=10 thì Δ=0,1 mm; nếu N=50 thì Δ=
0,02mm
Muốn đo độ dài L của vật AB bằng thước kẹp, ta đặt đầu A của vật trùng với số
0 của thước chính T. Khi đó, ta đẩy du xích T’ trượt dọc thước chính T để đầu B
của vật trùng với số 0 của du xích. Giả sử đầu B của vật nằm trong khoảng giữa
vạch thứ n và n+1 của thước chính T (hình 2). Nếu vạch thứ m của du xích trùng
đúng với vạch thứ n+m của thước chính T thì theo hình 2 ta có:
(n+m).a=L+m.b (3)
Suy ra: L=n.a+m.(a−b)=n.a+m.Δ (4)
Hình 1
Hình 2
30
Thí dụ: Nếu n=2, a=1 mm, m=4, N=10 thì Δ=0,1 mm và độ dài của vật
AB bằng: L=2.1+4 .0,1=2,4 mm
Như vậy, vạch chia thứ n của thước chính nằm ở phía trước số 0 của du xích cho
biết số nguyên lần của milimet, còn vạch chia thứ m của du xích trùng với vạch
chia n+m trên thước chính cho biêt số phần mười hoặc phần trăm của milimet.
2. Thước panme
Thước panme (hình 3) là dụng
cụ dùng đo độ dài chính xác
tới 0,01 mm. Cấu tạo của nó
gồm: một cán thước hình chữ
U mang trục vít vi cấp 1 và
đầu tựa cố định 2; một thước
kép có các độ chia bằng 0,50
mm nằm so le nhau một nửa
độ chia ở hai phía của đường chuẩn ngang trên thân trụ 3 của vỏ trục vít 1 (hình 4);
một thước tròn có 50 độ chia bằng nhau nằm trên mép trái của trụ rỗng 4 bao
quanh thân trụ 3. Khi vặn đầu 5 của trục vít 1, thước tròn sẽ quay và dịch chuyển
tịnh tiến theo bước ren h=0,50 mm của trục vít 1.
Như vậy, khi thước tròn quay đúng 1 vòng ứng với N=50 độ chia thì nó đồng
thời tịnh tiến một đoạn h=0,50 mm dọc theo thước kép và mỗi độ chia của thước
tròn có giá trị bằng:
Δ=h
N=0,50
50 =0,01 mm (5)
Giá trị Δ này gọi là độ chính xác của panme (ghi
ngay trên cán thước panme).
Muốn đo đường kính D của viên bi, ta đặt viên bi
tựa vào đầu cố định 2, rồi vặn từ từ đầu 5 của trục
vít 1 để đầu bên trái của vít này đến tiếp xúc với viên bi cho tới khi nghe thấy tiếng
“lách tách” của lò xo hãm trục vít 1 thì ngừng lại. Gọi N là số nguyên milimet trên
thước kẹp nằm ở phía bên trái thước tròn và n là số thứ tự của vạch chia trên thước
tròn nằm trùng với đường chuẩn ngang của thước kép. Khi đó, số đo đường kính D
của viên bi trên thước panme tính ra milimet được xác định theo công thức:
- Nếu mép thước tròn nằm bên phải gần vạch chia phía trên của thước kép thì:
D=N+0,01.n (mm) (6)
- Nếu mép thước tròn nằm bên phải gần vạch chia phía dưới của thước kép thì:
Hình 3
Hình 4
31
D=N+0,50+0,01.n (mm) (7)
3. Đồng hồ đo điện đa năng
Đồng hồ đo điện đa năng (hình 5) được
dùng để đo điện áp một chiều (DCV), điện
áp xoay chiều (ACV), dòng điện một chiều
(DCA), dòng điện xoay chiều (ACA) và
điện trở.
Khi đồng hồ được dùng là một vôn kế thì ta
dùng hai cổng: cổng COM và cổng V và
mắc nó song song với dụng cụ cần đo điện
áp. Khi đồng hồ được dùng là một ampe kế
thì ta dùng hai cổng: cổng COM và cổng A
và mắc nó nối tiếp với dụng cụ cần đo dòng
điện.
Trên mặt đồng hồ đa năng có gương phản
chiếu giúp ta đọc kết quả đo được chính
xác. Kết quả đo sẽ chính xác khi mắt nhìn
kim đồng hồ trùng với ảnh của nó qua
gương phản chiếu. Trên mỗi thang đo (V,
A) của đồng hồ đa năng có 2 hệ thống vạch
chia giúp ta đọc kết quả một cách dễ dàng hơn. Hệ thống vạch chia phía trên gồm
0, 2, 4, 6, 8, 10; hệ thống vạch chia phía dưới gồm 0, 10, 20, 30. Ví dụ đo điện áp
DC đặt ở thang 1, 10, 100, 1000 thì ta nhìn hệ thống vạch chia phía trên; đo điện áp
DC đặt ở thang 30, 300 thì ta nhìn hệ thống vạch chia phía dưới.
II. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
STT
Tên thiết bị
ĐVT
Số
luợng
1
Panme
Cái
1
2
Thước kẹp
Cái
1
3
Hộp thử đồng hồ đa năng
Cái
1
4
Đồng hồ đo điện đa năng (dạng kim) Analog 10
Cái
1
5
Đồng hồ đo điện đa năng (dạng số) GDM - 357
Cái
1
6
Dây nối
Cái
1
7
Vật mẫu
Cái
1
8
Dây đồng
Cuộn
2
32
II. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1. Đo đường kính ngoài D, đường kính trong d và độ cao h của trụ rỗng kim
loại bằng thước kẹp:
- Kiểm tra vị trí số 0 của thước kẹp: khi hàm kẹp 1−1′ áp sát nhau, số 0 của du
xích phải trùng đúng với số 0 của thước chính. Nếu các số 0 này không trùng nhau
thì phải thay thước kẹp bằng một thước kẹp mới hoặc có thể hiệu chỉnh các số đọc
trên thước kẹp bằng cách xác định sai số hệ thống. Đọc và ghi độ chính xác của
thước kẹp vào bảng 1.
- Thực hiện 5 lần đối với mỗi phép đo của D, d và h tại các vị trí khác nhau của
trụ rỗng. Đọc và ghi các giá trị đo của chúng vào bảng 1.
2. Đo đường kính của sợi dây đồng và độ dày của tấm nhựa bằng thước
panme:
- Kiểm tra số 0 của thước panme: vặn đầu 6 của trục vít vi cấp 1 để đầu bên trái
của nó tiếp xúc với đầu tựa cố định 2. Khi đó, số 0 của thước tròn phải trùng với số
0 của thước kép tại vị trí đường chuẩn ngang. Nếu chúng không trùng nhau thì cần
phải hỏi thầy giáo hướng dẫn cách hiệu chỉnh lại vị trí này bằng một chìa khóa đặt
trong hộp đựng thước panme. Đọc và ghi độ chính xác của thước panme vào bảng
2.
- Thực hiện 5 lần đối với mỗi phép đo đường kính Dđ của sợi dây đồng và độ dày
dn của tấm nhựa tại các vị trí khác nhau của nó. Đọc và ghi giá trị đo của chúng
vào bảng 2.
3. Đo dòng điện và điện áp dùng đồng hồ đo điện đa năng:
Để làm quen với đồng hồ đo điện đa năng ta dùng hộp thử đồng hồ đo điện đa
năng. Hộp thử đồng hồ đo điện đa năng là một mạch được mô tả như hình 6.
a. Đo điện áp và dòng điện một chiều dùng đồng hồ đo điện đa năng
- Công tắc chuyển mạch để chế độ
DC, chiết áp để ở vị trí tận cùng bên
trái.
- Muốn đo U của bóng đèn, ta nối
đoản mạch 2 cực đo I rồi cắm đồng
hồ vào 2 chốt đo U. Đồng hồ để ở chế
độ DC thang 10V.
- Cắm phích điện của hộp vào, vặn
chiết áp dịch dần sang bên phải, mỗi
lần vặn nhìn đồng hồ đo U, kết quả
ghi vào bảng 3. (Chú ý khi kết quả đo
Hình 6