Электрические измерения

И. В. Марусева 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ 
ИЗМЕРЕНИЯ

Учебно-методические указания  
по работе с электро- и радиоизмерительной 
аппаратурой для студентов физико-математических 
специальностей пединститутов 

Москва 
Берлин 
2019 

УДК 621.317.1(076) 
ББК 31.221я7 
 М29 

        Марусева, И. В. 
М29      Электрические измерения : учебно-методические указания /

И. В. Марусева. – Москва; Берлин : Директ-Медиа, 2019. – 
48 с.  

ISBN 978-5-4499-0098-2 

Методические указания по работе с электро- и радиоизмерительной аппаратурой 
для студентов физико-математических специальностей пединститутов 
включают цикл работ по следующей тематике: 
– Электрические измерения;
– Электронные осциллографы;
– Измерительные генераторы.
Методические указания рекомендуются для использования при подготовке 
и проведении лабораторных работ по электротехнике, радиотехнике 
и другим дисциплинам, включающим практическое использование 
электро- и радиоизмерительной аппаратуры. 

УДК 621.317.1(076) 
ББК 31.221я7 

ISBN 978-5-4499-0098-2
© Марусева, И. В., текст, 2019
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

АННОТАЦИЯ ................................................................................................... 5 

Глава 1.  МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ  К ВЫПОЛНЕНИЮ 
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ  С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРО-   
И РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ ........................................... 7 

1.1. Техника безопасности при выполнении  
лабораторных работ .................................................................................... 7 

1.2. Описание рабочего места для выполнения 
лабораторных работ .................................................................................. 10 

1.3. Предварительная подготовка учащихся  
к лабораторным работам .......................................................................... 10 

1.4. Ознакомление с лабораторной работой 
на рабочем месте и ее выполнение ......................................................... 11 

1.5. Рекомендации по сборке электрических схем  
лабораторных работ [5] ............................................................................ 11 

1.6. Включение схемы под напряжение и проведение 
экспериментальных исследований .......................................................... 13 

1.7. Составление отчета ............................................................................ 14 

Вопросы для самоконтроля к главе 1 ..................................................... 15 

Глава 2.  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 
И ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ............................................. 16 

2.1. Основные сведения об электрических измерениях ....................... 16 

1.2. Электромеханические измерительные приборы. 
Магнитоэлектрические приборы ............................................................. 19 

1.3. Использование измерительных приборов  
и аппаратуры в физическом практикуме ................................................ 26 

1.3.1. Амперметры и вольтметры ...................................................... 26 

1.3.2. Ваттметры .................................................................................. 27 

1.3.3. Реостаты (потенциометры)....................................................... 29 

1.3.4. Автотрансформаторы................................................................ 31 

1.3.5. Ампервольтомметры ................................................................. 31 

Вопросы для самоконтроля к главе 2 ..................................................... 37 

Глава 3.  ЭЛЕКТРОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ. 
МИЛЛИВОЛЬТМЕТР  (на примере Β3-38 А) ............................................. 38 

1. Назначение ............................................................................................. 39

2. Технические данные ............................................................................. 39

3. Устройство и работа прибора и его составных частей ..................... 41

4. Указание мер безопасности .................................................................. 41

5. Подготовка к работе .............................................................................. 42

6. Порядок работы ..................................................................................... 43

Вопросы для самоконтроля к главе 3 ...................................................... 44 

Приложение.  НЕКОТОРЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 
НА ШКАЛАХ ПРИБОРОВ ............................................................................ 45 

ЛИТЕРАТУРА ................................................................................................. 47 

АННОТАЦИЯ 

Методические указания содержат сведения, необходимые студентам 
на лабораторных занятиях, связанных с использованием радио- 
и электроизмерительной аппаратуры. 
Методические указания представляют собой цикл работ, последовательно 
охватывающих темы: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ; 
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ; ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ 
ГЕНЕРАТОРЫ. 
– При рассмотрении особенностей ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ 
приведены общие указания к выполнению лабораторных 
работ с применением электро- и радиоизмерительной аппаратуры, 
включающие в себя: 
– элементы техники безопасности,
– рекомендации по сборке электрических схем, по подготовке к
лабораторной работе, по составлению отчета и т. п. 
Кроме того, дается краткое описание систем электромеханических, 
магнитоэлектрических измерительных приборов, приведены 
особенности их практической эксплуатации. Рассмотрен ряд конкретных 
измерительных приборов и аппаратуры, широко использу-
емых в школьном и студенческом физических практикумах 
(амперметры, вольтметры, ваттметры, реостаты, автотрансформа-
торы, ампервольтомметры). Изложены особенности функциониро-
вания электронного вольтметра на примере μV – В3-38 А 
Во второй работе при рассмотрении функциональных и эксплу-
атационных возможностей современных ЭЛЕКТРОННЫХ ОСЦИЛ-
ЛОГРАФОВ излагается общий принцип работы осциллографа, 
приводятся соображения по выбору типа данного прибора для прак-
тических исследований, понятие о косвенных измерениях, структур-
ная схема современного осциллографа. 
На конкретных примерах осциллографов (СI-76, ОЗУ, CI-5) рас-
сматриваются этапы подготовки прибора к работе, расположение 
органов управления и их назначение, процессы проведения измере-
ний в различных режимах работы. Для каждого рассматриваемого 
прибора приводится его внешний вид, структурная схема, некото-
рые электрические схемы, поясняющие работу. 
В третьей работе цикла рассмотрены функциональные и эксплу-
атационные особенности ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ: 
режим работы, порядок включения, проведения измерений, особен-
ности конструкций, принцип действия, условия эксплуатации, 

некоторые электрические и структурные схемы, принцип работы (на 
примере генераторов ГЗ-33, ГЗ-102, Γ4-Ι8 А, ГЗМ-учебный). 
Методические указания завершаются приложениями: 
Приложение 1. «Некоторые условные обозначения на шкалах 
приборов». 
Приложение 2. «Система обозначений радиоизмерительных 
приборов». 
Методические указания рекомендуются как для оперативного 
получения информации об органах управления прибором, возмож-
ных режимах его работы, так и в ходе подготовки к лабораторным 
занятиям. На данном этапе полезно изучение принципа действия 
прибора, его структуры. 
Методические указания снабжены подробным иллюстрацион-
ным материалом, примерами, приводится перечень используемой 
литературы, оглавление. Завершается каждая глава вопросами для 
самоконтроля. 
Методические указания рекомендуются также для использова-
ния учителями физики средней школы на практических занятиях и 
при подготовке к ним, а также широкому кругу студенчества, свя-
занному по типу учебы с изучением технических дисциплин. 

Глава 1  
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ  
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 
С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРО-  
И РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ 

1.1. Техника безопасности при выполнении 
лабораторных работ 

Ввиду серьезной опасности поражения учащихся электрическим 
током при выполнении лабораторных работ по электрическим дис-
циплинам необходимы прочные знания и строгое выполнение пра-
вил техники безопасности при производстве электромонтажных и 
наладочных работ в электроустройствах. 
Ознакомление с этими правилами и проверка знания их учащи-
мися проводится преподавателями на первых 2-х лабораторных за-
нятиях. Следует также отметить необходимость регулярной 
периодической проверки усвоения учащимися основных правил че-
рез каждые 4–5 занятий, т. к. по мере усвоения теоретического ма-
териала по курсу глубже осознается смысл требований этих правил. 
Преподаватель на первых занятиях знакомит учащихся с лабора-
торией, основным оборудованием, учебными стендами, всеми ис-
точниками питания. Он практически демонстрирует основные 
правила сборки схем лабораторных работ, пользования макетами, 
измерительными приборами и инструментами, знакомит с плакатами 
по технике безопасности и общим порядком проведения работ 
в лаборатории. 
Проверку усвоения правил должны пройти все учащиеся без исключения. 
Они должны четко представлять действие электрического 
тока на органы человека, знать средства защиты от поражения 
током и правила первой помощи пострадавшим от электрического 
тока. 
Учащиеся, приступающие к выполнению работ, после получения 
инструктажа по технике безопасности расписываются в контрольном 
журнале. 
1. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, 
необходимо ознакомиться с источником питания лабораторной 
установки, чтобы выяснить наличие опасных для жизни человека 
напряжений. 

2. Учащиеся, работающие в лаборатории, должны соблюдать 
установленные правила и включать лабораторные установки только 
с разрешения преподавателя. 
3. Категорически запрещается: а) во время работы при включенных 
источниках питания касаться зажимов и оголенных мест проводников (
особенно опасно одновременное прикосновение к 
контактам равной полярности); б) применение проводников с поврежденной 
изоляцией, скрутка коротких проводников для получения 
длинных концов и т. д.; в) самостоятельное включение рубильников 
и осмотр предохранителей на щитках источников общелаборатор-
ного питания; г) самостоятельное исправление повреждений в сети 
электропитания (розеток, выключателей и т. п.) и в лабораторных 
установках. 
4. Перед сборкой схемы приборы, реостаты, рубильники, пере-
ключатели и другую аппаратуру следует расставить на рабочем 
столе так, чтобы не было лишних пересечений проводников при со-
единении схемы. Длина соединительных проводников должна соот-
ветствовать расстоянию между соединительными точками. 
5. Каждая работа должна выполняться только с теми приборами, 
которые предназначены для нее. 
6. Перед включением источников питания пределы измерений 
приборов должны соответствовать ожидаемым максимальным зна-
чениям переменных, 
7. Прежде чем включить источники питания, необходимо пока-
зать собранную схему преподавателю или лаборанту. 
8. Наличие напряжений на различных участках схемы можно 
проверить только с помощью измерительных приборов. 
9. При обнаружении каких-либо неполадок в лабораторных уста-
новках или источниках питающих напряжений следует немедленно 
отключить схему и сообщить об этом руководителю занятий. 
10. Прежде чем изменять схему или заменять предохранители 
при выполнении лабораторного задания, необходимо включить пи-
тающие напряжения. 
11. Посла выполнения задания выключить питающее напряже-
ние и затем, привести лабораторную установку в состояние, соот-
ветствующее ее первоначальному виду. 
12. Запрещается самостоятельно производить какие-либо соеди-
нения в схеме, не оговоренные в описании лабораторной работы. 
13. Ввиду открытого исполнения большинства электродвигате-
лей лаборатории необходимо особо остерегаться, чтобы одежда или 

соединительные провода между переносной аппаратурой и маши-
нами не были захвачены вращающимися частями. 
14. При работе с вращающимися агрегатами следует соблюдать 
особую осторожность, особенно при измерении скорости· их вра-
щения. 
15. При работе с цепями переменного тока, содержащими после-
довательно соединительные индуктивности и емкости, следует пом-
нить, что напряжение в некоторых случаях может намного 
превышать напряжение источника питания. 
16. Перед началом работы все имеющиеся в схеме реостаты пол-
ностью ввести, а потенциометры – вывести. 
17. После снятия напряжения со схемы не следует сразу прика-
саться к выводам конденсаторов, т. к. на них длительное время оста-
ется рабочее напряжение. Отключенные конденсаторы надо 
разрядить специальным разрядником. 
18. После выполнения лабораторного задания необходимо полу-
ченные результаты измерений показать преподавателю и после их 
утверждения приступить к разборке исследуемой схемы. При этом 
соединительные провода аккуратно сложить в ящик рабочего стола, 
приборы установить на свои места. 
19. При работе с радиоизмерительной аппаратурой (осцилло-
графы, генераторы и т. д.) необходимо помнить, что внутри прибо-
ров напряжение превышает 200 В. Важно, чтобы прибор не имел 
механических повреждений, дефектов. Переключатели должны 
обеспечивать надежную фиксацию, иметь четкую маркировку.  
Перед включением прибора в сеть его необходимо заземлить. Более 
подробные указания по эксплуатации с соблюдением мер безопас-
ности приведены по ходу изложения материала в данном пособии. 
20. При несчастных случаях с людьми следует немедленно:  
а). Освободить пострадавшего от воздействия электрического 
тока. Для этого необходимо быстро отключить напряжение; если 
выключатель находится далеко, оттянуть пострадавшего от источ-
ника напряжения. Оттягивать пострадавшего следует за концы 
одежды, не прикасаясь к его телу незащищенными руками.  
б). Сразу после освобождения пострадавшего от действия элек-
трического тока необходимо вызвать скорую медицинскую помощь, 
уложить его, освободив от стесняющей дыхание одежды, и в случае 
необходимости приступить к оживлению организма (восстановле-
ние дыхания и работы сердца), для этого необходимо применять два 
основных 
приема: 
проведение 
искусственного 
дыхания 
и 

поддержание искусственного кровообращения путем ритмичного 
подавливания на переднюю часть грудной клетки. 
21. При уходе из лаборатории необходимо убедиться в том, что 
источники питания и вспомогательные приборы (осциллографы, ча-
стотомеры, преобразователи, выпрямители, паяльники и др.) вы-
ключены. 

1.2. Описание рабочего места для выполнения  
лабораторных работ 

Для выполнения лабораторных работ учащимся предоставляется 
одно рабочее место на два-три человека. Рабочее место должно от-
вечать всем требованиям техники безопасности. При небольшой за-
нимаемой 
стендом 
площади 
помещения 
он 
должен 
быть 
вместительным и удобным для работы. Для обеспечения фронталь-
ного метода проведения лабораторных работ стенд должен быть 
универсальным, что позволит при необходимости легко менять при-
боры и принадлежности для лабораторных работ. 
Верх стола стенда следует покрыть линолеумом или пластинами 
для того, чтобы легко можно было поддерживать чистоту. 
При выполнении лабораторных работ на стендах должно нахо-
диться только то, что непосредственно относится к выполняемой ра-
боте. Тщательный подбор измерительной аппаратуры имеет 
большое значение для качества выполнения работы. Использование 
неисправных приборов приводит к большим погрешностям при  
измерениях, что существенно сказывается на результатах экспери-
мента. Нежелательно использование морально устаревшей аппара-
туры. 

1.3. Предварительная подготовка учащихся  
к лабораторным работам 

С целью получения максимальной эффективности в освоении 
учащимися программного материала по курсу рекомендуется и тща-
тельно контролируется предварительная подготовка учащихся к ла-
бораторным работам. Для этого преподаватель за 3–4 дня до 
проведения определенной лабораторной работы знакомит учащихся 
с темой работы, рекомендует соответствующую литературу с кон-
кретным указанием страниц и разделов источников. Обычно это 
происходит по окончании предыдущей лабораторной работы. 

Самостоятельная предварительная подготовка учащихся вклю-
чает в себя следующее: а) изучение теоретического материала, на 
практическое усвоение и закрепление которого направлено проведе-
ние лабораторных работ; б) изучение цели и порядка проведения ла-
бораторной 
работы; 
в) 
подготовку 
рабочих 
тетрадей 
для 
лабораторных работ: вычерчивание схем, таблиц или запись необхо-
димых расчетных формул, справочных данных по физическим кон-
стантам и размерностям. 
Неподготовленные в таком объеме учащиеся к участию в прове-
дении лабораторных работ не могут быть допущены, т. к. проведе-
ние лабораторных работ не является самоцелью, а эффективность 
участия в работе таких учащихся равна нулю. Кроме того, такие уча-
щиеся являются потенциальными нарушителями техники безопас-
ности. 

1.4. Ознакомление с лабораторной работой на рабочем 
месте и ее выполнение 

Допущенная к выполнению лабораторной работы бригада в 
первую очередь знакомится с лабораторной установкой и стендом. 
Разделив между собой обязанности, учащиеся подбирают необходи-
мую вспомогательную аппаратуру и монтажные приспособления со-
гласно перечню средств к каждой лабораторной работе. Затем они 
расставляют аппаратуру и приступают к монтажу схемы, соблюдая 
основные указания, приведенные в п. 1.1. После проверки монтажа 
схемы преподавателем или лаборантом учащиеся выполняют работу 
согласно указаниям соответствующего пособия. 
Если лабораторный стенд универсальный, т. е. служит рабочим 
местом для нескольких разнородных работ, тогда перед учащимися 
стоит более трудная, но и более интересная задача – выбрать из име-
ющейся аппаратуры именно ту, которая необходима для данной ра-
боты. Приборы следует подбирать так, чтобы значения измеряемых 
величин находились в пределах 20–80% шкалы прибора. 

1.5. Рекомендации по сборке электрических схем  
лабораторных работ [5] 

Хорошо продуманный и тщательно выполненный монтаж 
(сборка) схемы лабораторной работы облегчает проверку его, со-
здает необходимые удобства при экспериментировании и предохра-
няет неопытных экспериментаторов от поражения электрическим 
током. 

При выполнении монтажа схем лабораторных работ руковод-
ствуются: 
а) принципиальной схемой; 
б) удобством расположения приборов; 
в) правилами техники безопасности. 
Очень важно, чтобы монтаж был по возможности простым,  
регулировочная и пусковая аппаратура была доступной для управ-
ления и обеспечивала бы максимальную оперативность и безопас-
ность. Измерительная аппаратура должна располагаться так, чтобы 
удобно было производить отсчеты – по возможности с одного места. 
Приборы электродинамической и электромагнитной систем сле-
дует располагать вне сферы влияния магнитных полей катушек и 
реостатов с большим числом витков и проводов с большими токами. 
Сечения соединительных проводов должны быть рассчитаны на 
длительное прохождение максимального тока в цепи, а изоляция – 
на отсутствие пробоя между отдельными элементами схемы и кор-
пусов. Соединительные провода не должны закрывать шкалы изме-
рительных приборов, недопустимо также их натянутое состояние. 
Все места соединений проводов с элементами схемы должны иметь 
хороший контакт и надежно закрепляться в зажимах. 
При переносе чувствительных приборов их необходимо аррети-
ровать или ставить перемычки между входными клеммами, если 
приборы не имеют арретиров. 
Измерительные приборы необходимо располагать в соответ-
ствии с указаниями на шкале – горизонтально или вертикально. 
Монтаж лабораторных работ удобнее производить следующим об-
разом. Руководствуясь принципиальной схемой лабораторной ра-
боты, необходимо начать сборку главной последовательной цепи. 
Для этого мы двигаемся от одного зажима источника питания и 
заканчиваем – на другом зажиме источника. Затем, к этой цепи в 
соответствующих местах разветвления присоединяются все парал-
лельные участки цепи.  
Участвовать в монтаже схемы должны все члены бригады следу-
ющим образом: один участок схемы собирает первый учащийся, а 
остальные опять-таки его проверяют и т. д. Таким образом, уча-
щимся предоставляется возможность получить навыки по выполне-
нию монтажа электрических схем.