情報電子実験Ⅰ－説明 測定器の使い方

0. スケジュール 4/23 13:00～ 実験(場所：第１実験室) 4/30 レポートチェック(第１実験室) / プレゼン グループ 4/23 13:00～　実験(場所：第１実験室) 4/30 レポートチェック(第１実験室) / プレゼン グループ 13:00- 13:30 13:30- 14:00 14:00- 14:50 15:00- 16:10 Ａ１，Ｂ１ レポート チェック S2-10 プレゼン 共通 Ａ２，Ｂ２ ネット研* Ａ３，Ｂ３ 第１実験室 *ネットワーク工学研究室（第１実験室の近く） 持参するもの　　１）レポート（印刷物）, ２）発表スライドのデータ（USBメモリ）, 　　　　　　　　　　 ３）発表スライドの印刷物（配布資料A4, 1ページあたり6スライド）

1. 目的 基本的な測定器である電流計を用いて、電圧, 電流及び抵抗を測定することにより、測定器の使い方及び使用上の注意を学ぶ。 例えば、長さをはかる道具もいろいろ…

2. 電流・電圧及び抵抗の測定 指示電気計器 形式 測定 回路 動作原理 測定範囲 周波数[Hz] 可動 コイル形 直 　永久磁石の磁界とコイルに流れる電流との相互作用 10-2-103 V 10-6-102 A DC 鉄片形 交・直 　磁界内での鉄片に生じる吸引，反発作用 10-103 V 10-2-102 A <500 整流形 交 　整流器による整流作用を利用し，可動コイルを駆動 1-103 V 10-4-10-1 A 10-106

可動コイル形計器 　固定した永久磁石に可動コイルを吊り下げる。可動コイルに電流が流れると、電流と磁界との間に働く電磁力（フレミングの左手の法則）によって駆動トルクTdが働く。   　　Td：可動コイル駆動トルク, Tc：制御ばねの制動トルク 　　B [T]：永久磁石により生じる磁束密度, ｗ [m]：可動コイルの幅 　　h　 [m]：可動コイルの高さTd：可動コイル駆動トルク 　　Tc：制御ばねの制動トルク, B [T]：永久磁石により生じる磁束密度 　　ｗ [m]：可動コイルの幅, h [m]：可動コイルの高さ, N ：可動コイルの巻数 　　k [Nm/rad]：制御ばねの制動トルクと回転角間の比例定数 　　I [A]：可動コイルに流れる電流, θ[rad]：可動コイルの回転角 (電気電子計測テキスト p. 12, 13) Td=BwhN I 制御ばねの制御トルクをTc=kθとすると、 Td=Tcより θ=BwhN／k・I=K I （Kは感度係数）

電流計と電圧計の内部抵抗 a) 電流計の等価回路 b) 電圧計の等価回路 ・測定範囲を拡大 ・測定回路（何処に接続？） (電気電子計測テキスト p. 19, 20) a) 電流計の等価回路 b) 電圧計の等価回路 ・測定範囲を拡大 ・測定回路（何処に接続？）

電流計の測定範囲の拡大 フルスケールがI0 [A], 内部抵抗がr [Ω]である電流計 ような抵抗RI を電流計と並列に接続すればよい。 このような抵抗RI を分流器という。

[予習1]　I0 =100mA　, r =0.6Ω , I =0.5A　 　　　　　として、RI の値を求めよ。 　　 * m=10-3 分流器：　? 　[Ω]

フルスケールがI0 [A], 内部抵抗がr [Ω]である電流計 電流計を用いた電圧の測定 　フルスケールがI0 [A], 内部抵抗がr [Ω]である電流計 を用いてE [V]までの電圧を測定するためには、下図 のような抵抗REを電流計と直列に接続すればよい。 このような抵抗REを倍率器という。

[予習2]　 I0 =100μA　, r =1.8kΩ , E =2V　として、 RE の値を求めよ。 倍率器：　? 　[Ω]

電圧電流計法による抵抗の測定 どちらの測定回路を使うべきか？ E 測定回路(a) 測定回路(b)

　実験手順１　機器・部品確認 E 測定回路(a)

電圧出力ＳＷ 出力電圧調整 電源ＳＷ 直流安定化電源

内側は５つの横穴が 繋がれている 外側の２列は縦で繋がっている ブレッドボード ブレッドボード・ジャンパワイヤ

　実験手順２　電流計の測定範囲の拡大 100mA ⇒ 0.5Aの電流計

　実験手順３　電流計を用いて電圧計を構成 ２Ｖの電圧計

　実験手順４　測定回路(a)をつくる E 測定回路(a)

　実験手順５　直流安定化電源を接続 E 測定回路(a)

実験手順６ OpenOffice Calcを利用して表を作成 =D6/B6 =E6/(1-(E6/ ? ) =A6/100*0.5 =C6/100*2 ※注意 　・同じシートに測定回路(a) と(b)の表を作成 　・電流Iは、最大の目盛100で0.5Aとなるように換算 　・電圧Eは、最大の目盛100で2Vとなりように換算 　・回路(a)の補正値は(7)式、回路(b)の補正値は(8)式を利用

　実験手順7　測定（値の読み方）⇒表に記録 （電圧計） （電流計） 電流計側を 等間隔に設定 最小目盛の1/10 　まで値を読む

実験手順８ 測定回路(a)から(b)へ変更 測定回路(b) 変更後、測定回路(a)と同様に測定を開始 （測定結果を表に入力） ※回路を変更する際、直流安定化電源の出力をオフにすること。 測定回路(b) 変更後、測定回路(a)と同様に測定を開始 （測定結果を表に入力）

実験手順９ 補正値を計算し、グラフの作成 OpenOffice Calc を利用してグラフ（散布図）を作成 電球の電流－抵抗曲線の例 　実験手順９　補正値を計算し、グラフの作成 OpenOffice Calc を利用してグラフ（散布図）を作成 ※１つのグラフに４つの 　　曲線を描くこと 電球の電流－抵抗曲線の例