Как расширить пределы измерения амперметра

Как расширить пределы измерения амперметра

§ 72. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения силы тока в электрических цепях служат ампер­метры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно, и через прибор проходит весь ток, протекающий в цепи.

При различных электрических измерениях весьма важно, чтобы измерительный прибор как можно меньше изменял электрический режим цепи, в которую его включают. По этой причине амперметр должен обладать незначительным сопротивлением по сравнению с сопротивлением цепи. Пусть в электрическую цепь включен источ­ник электрической энергии, напряжение которого U = 10 в. Сопро­тивление потребителя rп=20 ом. В этой цепи, согласно закону Ома, ток

Допустим, что обмотка миллиамперметра, которым следует из­мерить ток, имеет сопротивление

rа=30 ом. Тогда при включении прибора в цепь в ней установится ток

Таким образом, если включить в цепь прибор с большим сопротив­лением, то нарушится ее электрический режим и сила тока будет измерена с ошибкой на 0,3 а.

Этот пример подтверждает, что желательно измерять силу тока в цепи таким прибором, у которого собственное сопротивление наи­меньшее. Присоединять амперметр к полюсам источника тока без нагрузки нельзя. Это объясняется тем, что по обмотке амперметра, имеющей малое сопротивление, в данном случае пройдет большой ток и она может перегореть. По той же причине нельзя включать амперметр параллельно нагрузке. По обмотке и отдельным элемен­там электроизмерительных приборов некоторых систем во избежа­ние возможности их порчи нельзя пропустить сколько-нибудь зна­чительный ток. В частности, это относится к спиральным пружинам и подвижной катушке магнитоэлектрического прибора.

Если такой измерительный прибор нужно при­способить для измерения значительной силы то­ка — расширить пределы измерения амперметра, та он снабжается шунтом.

Шунт — это относительно малое, но точно из­вестное сопротивление (rш), присоединяемое параллельно измерительному механизму. Схема включения амперметра с шунтом показана на рис. 84. При таком включении шунта из n частей тока, протекающего в цепи, через прибор прохо­дит лишь одна его часть, а через шунт — остальные n-1 частей.

Это происходит потому, что сопротивление шунта меньше сопротивления амперметра n — 1 раз. Число n показыва­ет, во сколько раз нужно увеличить предел измерения амперметра. Таким образом, шунт служит для расширения пределов измерения прибора.

Пусть амперметр позволяет измерять силу тока Iа = 5 а, а в данном случае необходимо этим прибором измерить силу тока I=30 а. Значит, нужно увеличить предел измерения прибора в

раз. Сопротивление шунта, который надо присоединить параллельно амперметру, чтобы обеспечить такое расшире­ние предела измерения, можно определить по формуле:

Если сопротивление амперметра rа = 0,15 ом, то сопротивление шунта

После присоединения шунта к прибору каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем ука­зана на ней. В нашем случае, если стрелка прибора с шунтом установится на делении 5, это значит, что в цепи протекает ток I=5xn = = 5×6= 30 а.

Шунт должен иметь четыре зажима, это необходимо для устра­нения влияния на сопротивление шунта переходных сопротивлений контактов. Шунты изготовляют из манганина — сплава, у которого температурный коэффициент сопротивления практически равен нулю.

Источник: servomotors.ru

Измерение силы тока. расширение пределов измерения

Воздействие магнитного поля на вихревые токи пропорциональ­но произведению мгновенных значений тока и напряжения, т. е. пропорционально мощности, следовательно, на диск воздействует вращающий момент, пропорциональный мощности:

где Квр — постоянный коэффициент.

Диск счетчика при своем вращении проходит между полюсами постоянного тормозного магнита 5 и пересекает его магнитные линии. В результате этого постоянный магнит также индуктирует в диске вихревые токи. Взаимодействие магнитного поля постоян­ного магнита и вихревых токов создает необходимое торможение Диска, пропорциональное скорости его вращения.

§ 72. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения силы тока в электрических цепях служат ампер­метры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно, и через прибор проходит весь ток, протекающий в цепи.

При различных электрических измерениях весьма важно, чтобы измерительный прибор как можно меньше изменял электрический режим цепи, в которую его включают. По этой причине амперметр должен обладать незначительным сопротивлением по сравнению с сопротивлением цепи. Пусть в электрическую цепь включен источ­ник электрической энергии, напряжение которого U = 10 в. Сопро­тивление потребителя rп=20 ом. В этой цепи, согласно закону Ома, ток

Допустим, что обмотка миллиамперметра, которым следует из­мерить ток, имеет сопротивление

rа=30 ом. Тогда при включении прибора в цепь в ней установится ток

Таким образом, если включить в цепь прибор с большим сопротив­лением, то нарушится ее электрический режим и сила тока будет измерена с ошибкой на 0,3 а.

Этот пример подтверждает, что желательно измерять силу тока в цепи таким прибором, у которого собственное сопротивление наи­меньшее. Присоединять амперметр к полюсам источника тока без нагрузки нельзя. Это объясняется тем, что по обмотке амперметра, имеющей малое сопротивление, в данном случае пройдет большой ток и она может перегореть. По той же причине нельзя включать амперметр параллельно нагрузке. По обмотке и отдельным элемен­там электроизмерительных приборов некоторых систем во избежа­ние возможности их порчи нельзя пропустить сколько-нибудь зна­чительный ток. В частности, это относится к спиральным пружинам и подвижной катушке магнитоэлектрического прибора.

Если такой измерительный прибор нужно при­способить для измерения значительной силы то­ка — расширить пределы измерения амперметра, та он снабжается шунтом.

Читать еще:  Как пишется слово тиски

Шунт — это относительно малое, но точно из­вестное сопротивление (rш), присоединяемое параллельно измерительному механизму. Схема включения амперметра с шунтом показана на рис. 84. При таком включении шунта из n частей тока, протекающего в цепи, через прибор прохо­дит лишь одна его часть, а через шунт — остальные n-1 частей.

Это происходит потому, что сопротивление шунта меньше сопротивления амперметра n — 1 раз. Число n показыва­ет, во сколько раз нужно увеличить предел измерения амперметра. Таким образом, шунт служит для расширения пределов измерения прибора.

Пусть амперметр позволяет измерять силу тока Iа = 5 а, а в данном случае необходимо этим прибором измерить силу тока I=30 а. Значит, нужно увеличить предел измерения прибора в

раз. Сопротивление шунта, который надо присоединить параллельно амперметру, чтобы обеспечить такое расшире­ние предела измерения, можно определить по формуле:

Если сопротивление амперметра rа = 0,15 ом, то сопротивление шунта

После присоединения шунта к прибору каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем ука­зана на ней. В нашем случае, если стрелка прибора с шунтом установится на делении 5, это значит, что в цепи протекает ток I=5xn = = 5×6= 30 а.

Шунт должен иметь четыре зажима, это необходимо для устра­нения влияния на сопротивление шунта переходных сопротивлений контактов. Шунты изготовляют из манганина — сплава, у которого температурный коэффициент сопротивления практически равен нулю.

§ 73. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольт­метры и микровольтметры различных систем. Эти приборы включа­ют параллельно нагрузке, а потому сопротивление их должно быть как можно больше. В связи с этим уменьшается достоверность про изведенного измерения.

Для расширения пределов измерения вольт­метра к обмотке измерительного механизма последовательно присоединяют многоомное сопротивление, носящее название добавочного сопротивления (rд). Схема включения вольт­метра с добавочным сопротивлением приведена на рис. 85.

При такой схеме из n частей напряжения, подлежащего измерению, на обмотку прибора приходится лишь одна часть, а остальные n-1 частей – на добавочное сопротивление. Это происходит пото­му, что сопротивление rд берется больше сопротивления вольтметра в n —1 раз, а при последовательном соединении напряжение рас­пределяется пропорционально величине сопротивления.

Общее измеренное напряжение равно сумме падения напряжения на этих сопротивлениях.

Число n показывает, во сколько раз расширяют предел измере­ния вольтметра.

Пусть имеющийся у нас вольтметр позволяет измерять напря­жение Uв = 30 в, а необходимо измерить этим прибором напряже­ние U=120 в. Значит, нужно расширить предел его измерения

Добавочное сопротивление, которое надо присоединить последо­вательно к вольтметру, можно определить по формуле

Если сопротивление вольтметра rв = 3000 ом, то для расширения предела измерения прибора в 4 раза необходимо, чтобы добавочное сопротивление

После присоединения к вольтметру добавочного сопротивления каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем указано на ней. Например, в нашем случае, если стрелка прибора установится на цифре 30, то это будет озна­чать, что напряжение

Добавочные сопротивления изготовляют чаще всего из манга­нина или константана. Оба эти материала имеют большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивле­ния.

Шунты и добавочные сопротивления могут быть установлены внутри корпуса прибора или подключаться к его зажимам на время измерений.

Источник: fiziku5.ru

Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров

Для получения высокой точности и чувствительности магнитоэлектрических приборов их подвижные обмотки выполняют по возможности легкими из очень тонкой изолированной проволоки.

Такие обмотки допускают очень незначительные по величине токи, не превышающие 30 мА, при этом сопротивление самих обмоток получается равным примерно 5 Ом.

Таким образом, магнитоэлектрическим прибором можно измерять ток не более 30 мА, а напряжение – не выше 150 мВ, так как

U = I × R = 30 × 5 = 150 мВ

Для расширения пределов измерения амперметра применяют шунты, шунты имеют очень малое сопротивление (десятые, сотые доли ома) и включаются параллельно обмотке амперметра. Величина шунта RШ определяется по формуле:

где RШ – сопротивление шунта;

RA – сопротивление амперметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения тока амперметром.

где I – измеряемый ток;

IA – максимально допустимый ток амперметра.

Для расширения пределов измерения вольтметров применяют добавочные сопротивления, которые имеют большое сопротивление (десятки килоом), и которые включают последовательно с обмоткой вольтметра. Величина добавочного сопротивления RД определяется по формуле:

где RД – добавочное сопротивление;

RV – сопротивление вольтметра;

n – коэффициент расширения пределов измерения напряжения вольтметром.

где U – измеряемое напряжение;

UV – максимально допустимое напряжение вольтметра.

Источник: vitta201.jimdo.com

РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА

ЦЕЛЬ УРОКА: Закрепить знания, полученные учащимися на предыдущих уроках. Познакомить учеников со способами расширения пределов измерения амперметра и вольтметра.

ТИП УРОКА: комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: выпрямитель ВС-24, амперметр и вольтметр демонстра­ционный с шунтами и добавочными сопротивлениями, вольтметр лабора­торный, ампервольтомметр, соединительные провода.

ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин

3. Объяснение 15 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный: 1. Последовательное и параллельное соединение резисторов. 2. Смешанное соединение резисторов.

1. Радиолюбителю нужен резистор сопротивлением 70 кОм. У него нашлись три резистора сопротивлениями 100 кОм, 50 к0м, и 25 кОм. Может ли он из них составить требуемое сопротивление?

2. Имеется источник тока напряжением 6 В, реостат сопротивлением 30 Ом и две лампочки, на которых написано: 3,5 В, 0,35 А и 2,5 В, 0,5 А. Как собрать цепь, чтобы лампочки работали в нормальном режиме? Чему должно быть равно сопротивление реостата?

Читать еще:  Как подключить трубку домофона в квартире

3. Построить график сопротивления участка цепи от сопротивления части реостата по правую сторону от движка (Рис. 1). Полное сопротивление реостата R .

4. Электрическая цепь на рисунке 2 состоит из источника постоянного напряжения 3 В, идеального миллиамперметра, четырех ре­зисторов и реостата. При изменении сопротив­ления реостата от нуля до очень большого значения, сила тока в цепи изменяется от 1 до 0,75 мА. Определите сопротивления резисторов.

5. Вычислите показания идеальных амперметра и вольтметра в электрических цепях, схемы которых изображены на рисунках. Напряжение источника тока 6 В, сопротивления резисторов R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом.

6. Проволоку сопротивлением 100 Ом разрезали на несколько равных частей и соединили их параллельно. После этого общее сопротивление цепи стало равным 1 Ом. На сколько частей разрезали проволоку?

1. Можно ли включать в сеть напряжением 220 В реостат, на котором написано 30 Ом, 5 А?

2. Кондуктор автобуса имеет возможность подать сигнал водителю с двух разных точек в салоне. Какой должна быть схема электрической цепи со звонком для этого?

3. Чтобы рука рабочего не попала под пресс, для его включения используют две кнопки (для правой и левой руки). Нарисуйте возможную электрическую схему цепи.

4. При последовательном соединении резисторов, их общее сопротивление больше, чем сопротивление каждого из них. Как это можно объяснить?

5. При параллельном соединении резисторов, их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого из них. Как это можно объяснить?

6. К источнику постоянного напряжения подключен параллельно резис­тор и реостат. Как изменяется сила тока в резисторе в зависимости от сопротивления реостата?

7. Почему молния чаще бьет в громоотвод?

8. На рисунке все лампочки одинаковые. Какие из них светятся одинаково ярко? Какую лампу нужно выключить, чтобы другие лампы погасли? Какая лампа светит ярче других?

9. Электрическая цепь состоит из двух последовательно соединенных проволок разного сечения. С одинаковой ли скоростью перемещаются в них электроны при протекании тока?

10. Напряжение шага – напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока на землю, при одновременном касании их ногами человека. Как это понимать?

11. Сравните скорость упорядоченного движения электронов в нити накала горящей лампочки и в подводящих проводах.

12. У вас есть два резистора на 3 Ом каждый, и один резистор на 6 Ом. Как их надо соединить в цепь, чтобы получить общее сопротивление 7,5 Ом?; 5 Ом?; 1,2 Ом?

13. Почему нельзя вытирать пыль с приборов, включенных в электрическую сеть?

III. Электрическая цепь состоит из двух последовательно соединенных проволок разного сечения. С одинаковой ли скоростью перемещаются в них электроны при протекании тока?

Амперметр служит для измерения силы тока, вольтметр — для изме­рения электрического напряжения. Основной частью этих приборов является гальванометр, отклонение стрелки которого пропорционально силе протекающего через него тока. Обозначение на схемах. Сила тока, вызывающая отклонение стрелки гальванометра на всю шкалу /I / равна 0,25 мА, поэтому наш гальванометр способен измерять непосредственно только слабые токи. Для того, чтобы амперметр /гальванометр/ оказывал как можно меньшее влияние на силу измеряемого им тока, его сопротивление делают очень малым (RA → 0 — идеальный амперметр).

ВНИМАНИЕ! Во избежание порчи прибора категорически запрещается вклю­чать амперметр в цепь без потребителя тока. Амперметр в электрическую цепь включается последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.
Обозначение амперметра на электрических схемах:

Можно ли расширить пределы измерения амперметра? Пусть по проводу течет ток силой I =n I (n = 5). Тогда:

Из гальванометра можно сделать вольтметр. Непосредственно гальванометр — вольтметр способен измерять небольшие напряжения: U = I·RV.
Вольтметр в электрическую цепь включают параллельно с тем прибором, напряжение на котором нужно измерить. Обозначение вольтметра на электрических схемах:
Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть большим (RV → ∞ — идеальный вольтметр).

Можно ли расширить пределы измерения вольтметра? Пусть предел изме­рения вольтметра U, а необходимо измерить U = nU (n = 5).

IV. Задачи:

1. Определите силу тока в магистрали, если через амперметр, снабженный шунтом с сопротивлением 0,04 Ом, течет ток 5 А. Сопротивление амперметра 0,12 Ом.

2. При помощи амперметра с сопротивлением 0,9 Ом, рассчитанного на измерение максимального тока 10 А, необходимо измерять токи до 100 А. Какой длины потребуется железный проводник сечением 0,28 мм 2 для изготовления шунта?

3. Гальванометр имеет сопротивление 200 Ом и при силе тока 100 мкА стрелка отклоняется на всю шкалу. Какое добавочное сопротивление надо подключить, чтобы прибор можно было использовать как вольтметр для измерения напряжения до 2 В?

4. Вычислите показания неидеальных измерительных приборов в схеме, изображенной на рисунке. Сопротивление амперметра 0,5 Ом, милливольтметра 2 Ом, резистора 3,6 Ом, напряжение сети 8 В.

V. § 56

«. во всех случаях, когда электрический ток полу­чался с помощью магнитоэлектрической машины, коли­чество теплоты, развиваемое током, находилось в постоянном отношении к силе, необходимой для вращения этой машины. «

РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЦЕЛЬ УРОКА: Дать представление об энергетических представлениях, происходящих в электрических цепях. Повторить формулы работы и мощности электрического тока. Развить представления о тепловом действии электрического тока.

ТИП УРОКА: комбинированный. .

ОБОРУДОВАНИЕ: блок питания, амперметр и вольтметр лабораторные, проводник-спираль, соединительные провода, две осветительные лампы накаливания разной мощности.

Читать еще:  Как мотоблоком нарезать борозды под картофель

1. Вступительная часть 1

3. Объяснение 15 мин

4. Закрепление 15 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный: 1. Шунтирование амперметра. 2. Добавочное сопротивление к вольтметру.

1. Последовательно соединенные катушка с сопротивлением 2000 Ом и вольтметр включаются в цепь постоянного тока с напряже­нием 200 В. Вольтметр показывает 120 В. При замене катушки на дру­гую катушку вольтметр показывает 180 В. Определите сопротивление второй
катушки.

2. Найти сопротивление лампочки, включенной по схеме на рисунке 1, если показания вольтметра 50 В и амперметра 0,5 А, а сопротивление вольтметра 10 кОм.

3. Для измерения величины неизвестного сопротивления R была собрана схема 2, при этом амперметр показал 1 мА, a вольтметр 4,8 В. После этого собрали схему 3 из тех же элементов, при этом приборы показали 2,5 мА и 4,4 В. Какова же истинная величина сопротивления?

4. Два одинаковых вольтметра соединены последовательно и подключены к батарее (Рис. 4). Параллельно одному из вольтметров подключен резистор, при этом показания вольтмет­ров составляют 1,4 В и 3,1 В. Отключим теперь один из вольтметров. Что будет показывать остав­шийся прибор? Напряжение батарейки можно считать неизменным.

5. Амперметр на рисунке 5 зашунтирован двумя последовательно соединенными сопротивлениями. При включении в цепь клемм АВ максимальный ток, который можно измерить, равен I. При включении клемм АС ток в n раз меньше. Какой ток можно измерить при подключении к клеммам ВС?

6. Цепь собрана из одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров (Рис. 6).

Показания первого и третьего вольтметров U1 = 10 В и U3 = 8 В. Найти показание второго вольтметра U2.

1. Ученик по ошибке включил вольтметр вместо амперметра при измерении величины тока в цепи. Что при этом произошло с нака­лом нити лампы? Что покажет вольтметр?

2. Почему сопротивление вольтметра всегда должно быть значительно больше, чем сопротивление того участка, на концах которого изме­ряется напряжение?

3. Что общего и в чем различие между лабораторным амперметром и вольтметром?

4. Почему шунт к амперметру, измеряющему большие токи, будет иметь большую массу?

5. Как школьный вольтметр можно переделать в омметр?

6. Как измерить сопротивление резистора с помощью амперметра и вольтметра с неизвестными внутренними сопротивлениями?

7. Как, последовательно или параллельно соединены между собой одновременно работающие конфорки электрической плиты?

8. Почему опасно подходить к оборванному кабелю высокого напряже­ния, лежащему на земле?

9. Могут ли изменения температуры влиять на показания амперметра и вольтметра?

III. Схема простейшей электрической цепи (рисунок на доске).

Механическая аналогия замкнутой электрической цепи.

Какую работу совершает электрическое поле, перемещая заряд 1 Кл с клеммы «+» на клемму «-» источника тока, если напряжение между клеммами U? А если перемещает заряд q? Для

цепи с резистором:

Прибор для измерения работы тока – счетчик электрической энергии.

Электрическая энергия может легко преобразовываться не только во внутреннюю энергию. Например, в электродвигателе часть электрической энергии превращается в механическую («падающие» электрические заряды могут совершать работу, например, вращать вертушку). Если в цепи есть электродвигатель, то А ′ = Q + А.

Но работа может быть произведена током за любое время!

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9393 — | 7429 — или читать все.

188.64.173.93 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Источник: studopedia.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Расширение — предел — измерение — амперметр

Расширение пределов измерения амперметров достигается переключением катушек с последовательного на параллельное соединение или использование трансформаторов тока. Расширение пределов измерения вольтметров осуществляется при помощи добавочных сопротивлений из манганина или трансформаторов напряжения. [1]

Для расширения предела измерения амперметра ( в К раз) в цепях постоянного тока служат шунты — сопротивления, включаемые пар. [2]

Для расширения пределов измерения амперметров по току применяют шунты. [3]

Для расширения пределов измерения амперметра по требованию заказчика завод-изготовитель поставляет переносные шунты на верхние пределы 75 и 300 а с калиброванными проводниками. [4]

Для расширения предела измерения амперметра с внутренним сопротивлением гд 0 5 Ом в 50 раз необходимо подключить шунт. [5]

Для расширения предела измерения амперметра с внутренним сопротивлением гА 0 5 Ом в 50 раз необходимо подключить шунт. [6]

Для расширения пределов измерения амперметров применяются особые вспомогательные устройства — шунты. [8]

Для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока применяются трансформаторы тока. [9]

Для расширения пределов измерений амперметров и вольтметров применяются шунты и добавочные сопротивления, а в случае измерений на переменном токе-измерительные трансформаторы тока. [10]

Для расширения пределов измерения амперметров на токи выше 0 5 А неподвижную катушку делают из отдельных секций. Изменение пределов производится включением этих секций последовательно или параллельно. Дальнейшее расширение пределов измерения на переменном токе получают с помощью измерительных трансформаторов тока. [12]

Для расширения предела измерения амперметра к нему параллельно присоединяют шунт. [13]

Для расширения пределов измерений амперметров и вольтметров применяются шунты и добавочные сопротивления, а в случае измерений на переменном токе — измерительные трансформаторы тока. [14]

Для расширения предела измерения амперметра к нему параллельно присоединяют шунт. [15]

Источник: www.ngpedia.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector