Амперметр в электрическую цепь включается амперметр и вольтметр: Правило включение амперметра и вольтметра в цепь!

2(Удельное сопротивление алюминия равно 0,028 ом мм/м. Проводник вкл
…

ючен в цепь постоянного тока напряжением 42В.1)Запишите формулу и определите сопротивление проводника. 2)Запишите формулу и определите силу тока в проводнике. СПОЧНО НАДО НА СОП ПО ФИЗИКЕ! ДАМ 25 БАЛЛОВ ​

K=32 H/mm=400гA=4смw-? W-?​

проводник сделан из алюминия имеет длину 12 см и площадь поперечного сечения 0,2мм удельное сопротивление алюминия равно 0,028 ом*мм²/м проводник в
…

ключён в цепь постоянного тока напряжением 42в 1) запишите формулу и определите сопротивление проводника 2)запишите формулу и определите силу тока в проводнике​

x=7cos 8Пtt=10сXm-? w-?​

Помогите с решением!!!
1-Две электрички идут навстречу друг другу со скоростями12 и 18 м/с. Пассажир в первой электричке замечает, что вторая электрич
…

ка проходит мимо него в течении 8 с. Какова длина второй электрички?
2-Поезд начинает движение из состояния покоя и равномерно увеличивает скорость. На первом километре она возросла до 54 км/ч. На сколько она возрастет на втором километре (υ2 – υ1)?
3-На наклонной плоскости длиной 3 м и высотой 1 м находится груз массой 60 кг. Какую силу, направленную вдоль наклонной плоскости, нужно приложить, чтобы а) удержать этот груз ; б) равномерно поднимать его вверх. Коэффициент трения равен 0,2

С какой силой действует магнитное поле с индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 37 А, если длина активной части проводника 20 см? Линии ма
…

гнитной индукции поля и направление тока взаимно перпендикулярны.
(Ответ округли до тысячных.)

помогите пожалуйста решить контрольную по физике!!! С подробным решением
1-Две электрички идут навстречу друг другу со скоростями12 и 18 м/с. Пассажир
…

в первой электричке замечает, что вторая электричка проходит мимо него в течении 8 с. Какова длина второй электрички?
2-Поезд начинает движение из состояния покоя и равномерно увеличивает скорость. На первом километре она возросла до 54 км/ч. На сколько она возрастет на втором километре (υ2 – υ1)?
3-На наклонной плоскости длиной 3 м и высотой 1 м находится груз массой 60 кг. Какую силу, направленную вдоль наклонной плоскости, нужно приложить, чтобы а) удержать этот груз ; б) равномерно поднимать его вверх. Коэффициент трения равен 0,2
4-На горизонтальном участке пути длиной 3 км скорость автомобиля увеличилась с 36 до 72 км/ч. Масса автомобиля 3 т. Коэффициент трения 0,01. Определить работу, совершенную двигателем.
5-Найти объем баллона, в котором при нормальных условиях содержатся 1024 молекул аммиака Nh4
6-Найдите давление идеального газа на стенки сосуда, если средняя квадратичная скорость его молекул 3·103 м/с, концентрация 5·1015 м-3, а масса 2,28·10-26 кг
7-Объем 3 кг углекислого газа при изобарическом расширении увеличился втрое. Определить совершенную газом работу, если первоначальная его температура 273 К и давление 2,5·105 Па
8-При температуре 16° С относительная влажность воздуха 70%. Найти абсолютную влажность воздуха
9-Заряд, равный -1,3·10-6 Кл, помещен в спирт на расстоянии 5 см от другого заряда. Определить значение и знак другого заряда, если заряды притягиваются с силой -0,45 Н. Диэлектрическая проницаемость спирта равна 26
10-По проводнику сопротивлением 8 Ом за 3,5 мин прошел заряд в 90 Кл. Найдите напряжение, приложенное к концам проводника

Как включается амперметр в электрическую цепь

Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

В электрическую цепь амперметр включается последовательно [1] с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения [2] . Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию!

Бесконтактное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется токоизмерительные клещи (на фото).

Содержание

Общая характеристика [ править | править код ]

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой [ править | править код ]

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором [ править | править код ]

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки [ править | править код ]

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

• В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).

• В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

• В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь [ править | править код ]

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано – чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) – в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока – магнитные усилители.

Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.

Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.

Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.

Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.

Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.

После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.

Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.

У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.

При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.

Подключение амперметра через шунт

Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви. У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой. (Более подробно об этом явлении).

Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи

Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…

Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.

Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток. Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел. Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.

Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.

Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.

Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.

Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум – на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, – чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, – он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. – в процентах от номинального значения.

Амперметр подключается последовательно или параллельно

Электрические цепи стали неотъемлемым атрибутом современной жизни. Они пронизывают практически все, и люди даже не задумываются, что стоит исчезнуть электрическому току, и наш мир будет подвержен серьезной опасности. Что же такое ток, можно ли его измерить и что дадут эти показания для обычного человека?

Законы поведения тока изучают в школе, и, в принципе, каждый старшеклассник знает о направленном движении заряженных частиц. Это перемещение электронов внутри проводника и получило название электричества. Но любое движение в природе – пусть то движение воды в реке, перемещение воздушных масс или зарядов, может совершать определенную полезную работу. А это уже интересно с практической точки зрения. Зная мощность, продолжительность воздействия, направление приложения любой силы, можно использовать ее в решении определенных жизненных вопросов.

Поэтому ученые так заняты изучением окружающего и созданием приборов, позволяющих все измерить и просчитать. Для получения представлений о токе был изобретен прибор амперметр. Он позволяет определить количество заряженных частиц, которые за единицу времени проходят сквозь известное сечение проводника, то есть силу тока.

Что такое амперметр, его виды

Амперметром можно измерить ток в любой электрической цепи. Этот прибор несложно узнать, он обозначается латинской буквой А. Так как ток бывает разной величины, начиная от миллиампер и выше, существуют разные по мощности приборы или универсальные, в которых изменяется предел измерения. Причем для постоянного и переменного тока нужны разные типы амперметров.

• Электромагнитного исполнения.
• Магнитоэлектрические.
• Тепловые.
• Детекторного типа.
• Индукционные.
• Электродинамической системы.
• Фотоэлектрические.
• Термоэлектрические.

Магнитоэлектрическим устройством можно определить силу тока в цепях, подключенных к постоянному напряжению. Детекторного и индукционного типа – измерять переменные токи. Все остальные виды могут быть универсальными.

Высокой чувствительностью и точностью показаний обладают амперметры электродинамического и магнитоэлектрического исполнения.

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Амперметр любого типа включают последовательно нагрузке в электрическую цепь. Тогда через него проходит тот же ток, что и через схему. Чтобы не влиять на ток, не оказывать ему препятствие, прибор выполнен с малым входным сопротивлением. Надо запомнить, что соединив амперметр параллельно с нагрузкой (неправильное подключение), весь ток пойдет через него по принципу наименьшего сопротивления. Забыв о том, как подключить амперметр, можно попросту спалить прибор!

Прежде чем выбрать устройство необходимо узнать вид тока – переменный или постоянный. После этого взяв соответствующий амперметр (в маркировке шкалы обычно указывают знак волны для переменного напряжения и прямой линии для постоянного) выставить на нем максимальный предел измерения и только тогда подумать, как подключить амперметр в цепь. После этого необходимо снять показания прибора. Если они значительно меньше выставленного предела измерения, например, стрелка находится в первой половине шкалы считая от ноля, тогда необходимо переставить предел на один вниз. Более точными считаются показания, когда стрелка расположена во второй половине шкалы.

Измерение значений постоянного тока

Постоянные токи присутствуют во многих электронных схемах, особенно это касается блоков питания, различных зарядных устройств. Чтобы починить такие приборы, мастерам просто необходимо знать как подключить амперметр. На практике же обычный человек, не связанный с радиоэлектроникой, может тоже применить эти знания, например, чтобы определить, насколько держит заряд аккумуляторная батарея из фотоаппарата.

Берут полностью заряженную батарею. Предположим ее номинальное напряжение 3,5 вольта (В). Подбирают лампочку на такой номинал и собирают схему: батарея – измерительный прибор – лампочка. Записывают, что показывает амперметр. Например, лампочка потребляет ток 150 миллиампер (mA), а на аккумуляторе написана емкость 1500 миллиампер-часов (mAh), это означает, что хороший аккумулятор должен выдавать ток в 150 mA около 10 часов!

Измерение значений переменного тока

Любой бытовой электрический прибор является нагрузкой, которая потребляет переменный ток. Но, рассматривая вопросы бытового использования электроэнергии, важным понятием остается мощность, ведь платят именно за киловатты (кВт). Что такое амперметр в этом случае? Прибор косвенного измерения. С помощью него узнают ток и применяя формулу:

P=IU (закон Ома), где I – сила тока (А), U – напряжение (В),

рассчитывают мощность (P) (Вт).

Например, на приборе утеряна информация о его параметрах, в этом случае без замеров не обойтись. Или нужно вычислить мощность потребления электроэнергии какого-либо здания, где учесть все приборы просто невозможно. Тогда на входе от щитка питания подключают мощный амперметр и производят замеры. Но в последнем случае нужен допуск, который есть только у профессиональных электриков!

Бесконтактный способ измерения тока

Иногда разорвать электрическую цепь для включения измерительного устройства технически невозможно, а замерить ток нужно (касаемо обычных и высоковольтных электрических цепей). Как подключить амперметр в этом случае? Для этого был разработан прибор бесконтактного измерения тока – токовые клещи. Принцип его действия основан на том, что любой ток, проходя через проводник, создает некоторое электромагнитное поле. Величина этого поля тем больше, чем больше сила тока. Измеряя показатель напряженности поля и преобразуя эти данные, получают реальное значение силы, выраженное в амперах.

Это очень удобный способ проведения замеров, ведь не нужно долго думать, как подключить амперметр. К зарядному устройству и любой электрической цепи можно подсоединить клещи прямо на изолированный провод и снять показания.

Для чего нужно контролировать ток заряда в аккумуляторе

Кажется, чего проще: подсоединил автомобильный аккумулятор к зарядному, подождал часов десять и дело сделано – он заряжен. На самом деле очень важно контролировать ток заряда, перезаряд также вреден, как и не полностью заряженная батарея. Это может привести к сокращению срока ее эксплуатации. Поэтому желательно подумать, как подключить амперметр к зарядному устройству.

Когда цепь собрана и включена, амперметр показывает величину тока заряда. Если батарея исправна, но разряжена, она будет постепенно брать заряд. То есть ток заряда начнет медленно уменьшаться (в течение нескольких часов) до тех пор, пока не остановится на определенном значении. Когда это произошло, желательно отключить батарею от зарядного устройства. Если же наблюдается резкое уменьшение тока от начальной величины (в течение получаса), значит аккумулятор может быть неисправным.

В очень хороших зарядных есть функция регулировки зарядного тока. Тогда в начале процесса следует выставить ток заряда в десять раз меньший чем номинальная емкость батареи, которая указана в ее технических параметрах.

С измерением силы тока мы сталкиваемся очень часто. Для того чтобы узнать мощность устройства, сечения кабеля для его питания, нагрев проводов и прочих элементов – это все зависит от силы тока. Для того чтобы непосредственно измерять эту силу, придумали устройство именуемое амперметром. Амперметр подключается в измеряемую цепь только последовательно. Почему? Разберем чуть ниже.

Как известно сила тока это отношение количества зарядов ∆Q, которые прошли через некоторую поверхность за время ∆t. В системе СИ измеряется в амперах А (1 А = 1 Кл/с). Для того чтобы измерять количество прошедших зарядов, амперметр нужно включить в цепь последовательно.

Чтобы минимизировать влияние измерительного сопротивления амперметра и соответственно уменьшить мощность потерь при измерении его делают как можно меньше . Если амперметр с таким внутренним сопротивлением подключить параллельно, то в цепи произойдет короткое замыкание. Пример схемы включения:

Постоянный ток измеряют приборами непосредственной оценки в диапазоне 10 -3 – 10 2 А, электронными аналоговыми, цифровыми, магнито-электрическими, электромагнитными, электродинамическими приборами — миллиамперметрами и амперметрами. Если ток свыше 100 А применяют шунт:

Шунты как правило, изготавливают на разные токи. Шунт – это медная пластина, имеющая определенное сопротивление. При протекании тока через пластину, на ней, согласно закону Ома U=I*R падает какое-то напряжение, то есть между точками 1 и 2 возникает напряжение, которое будет воздействовать на катушку прибора.

Сопротивление шунта, как правило, подбирают из соотношений:

Где R_и – сопротивление измерительной обмотки прибора, — коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а I_и – максимально допустимый ток измерительного механизма.

Если измеряют переменный ток, то важно знать какое его значение измеряется (амплитудное, среднее, действующее). Это важно, так как все шкалы градуируются обычно в значениях действующих.

Переменные значения выше 100 мкА измеряют обычно выпрямительными микроамперметрами, а ниже 100 мкА – цифровыми микроамперметрами. Для измерений в диапазоне от 10 мА до 100 А используют выпрямительные, электродинамические, электромагнитные приборы, которые работают в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц, а также термоэлектрические, частотный диапазон которых — до сотен мегагерц.

Для измерения переменных величин от 100 А и выше используют приборы, но с использованием трансформаторов тока:

Трансформатор тока – это устройство, в котором первичная обмотка подключена к источнику тока (или как видно с рисунка ниже, первичная обмотка «одевается» на шину или кабель), а вторичная на измерительную обмотку какого-либо измерительного устройства (обмотка измерительного устройства или датчика должна иметь малое сопротивление).

Для измерения различного рода токов используют различные методы и средства. Чтобы правильно измерять необходимую величину и не нанести при этом никакого вреда, нужно правильно применять каждый метод измерения.

Амперметр и вольтметр. Правила включения. 🐲 СПАДИЛО.РУ

Амперметр

Для измерения силы тока используется амперметр. В идеале собственное сопротивление амперметра стремится к нулю, и оно никак не влияет на значение силы тока. Он включается в цепь последовательно с соблюдением полярности:

Вольтметр

Для измерения напряжения участка цепи используется вольтметр. В идеале собственное сопротивление вольтметра стремится к бесконечности, и устройство не проводит через себя ток. Он включается в электрическую цепь параллельно участку, в котором будет измеряться напряжение, с соблюдением полярности:

Как правильно записывать показания измерительных приборов с учетом погрешности

При записи величин (с учетом погрешности) следует пользоваться формулой:

A=a±Δa 

где A — измеряемая величина, a — результат измерений, Δa — погрешность измерений.

Важно!

Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора, если в задаче не указана другая величина погрешности.

Цена деления шкалы — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Чтобы найти цену деления шкалы, нужно:

1. Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величин.
2. Вычесть из большего значения меньшее.
3. Полученное число разделить на число делений (промежутков), находящихся между ними.

Пример №1. Определите показания вольтметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения составляет половину цены деления вольтметра.

Видно, что стрелка вольтметра встала на значении «2,0» Вольт. Она немного не дотягивает до штриха «2», но к нему она находится ближе, чем к предыдущему штриху.

Два ближайших штриха шкалы с указанными значениями имеют значения 1 и 2 В. Всего между ними 5 промежутков. Следовательно, цена деления шкалы равна: (2 – 1)/5 = 0,2 (Вольт).

Так как по условию задачи погрешность равна половине цене деления шкалы, то она равна 0,1 Вольтам. Следовательно, вольтметр показывает: 2,0 ± 0,1 В.

Задание EF18821 Определите показания вольтметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.

Ответ: (____± ____) В.

Алгоритм решения

1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.

2.Определить погрешность измерений.

3.Определить показания прибора.

4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.

Решение

Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 1 и 2 Вольта, а между ними 5 делений, то цена деления шкалы равна:

2−15..=0,2 (В)

Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка вольтметра стоит в трех делениях от штриха, обозначенном цифрой «1». 3 деления по 0,2 Вольта равны 0,6 Вольтам. Следовательно, вольтметр показывает 1,6 В. С учетом погрешности: V = 1,6 ± 0,2 В.

Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».

.

Ответ: 1,60,2

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18883

Определите показания амперметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления амперметра.

Ответ: ( ____± ____) А.

Алгоритм решения

1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.

2.Определить погрешность измерений.

3.Определить показания прибора.

4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.

Решение

Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 0 и 0,2 Ампера, а между ними 10 делений, то цена деления шкалы равна:

0,2−010..=0,02 (А)

Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка амперметра стоит на штрихе, обозначенном числом «0,2». Следовательно, амперметр показывает 0,2 А. Так как при измерении учитываются сотые доли Амперов, правильно результат измерения записывается так: I = 0,20 А. С учетом погрешности: I = 0,20 ± 0,02 А.

Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».

.

Ответ: 0,200,02

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF19038 Определите напряжение на лампочке (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.

Ответ: ( ____±____ ) В.

Алгоритм решения

1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.

2.Определить погрешность измерений.

3.Определить показания прибора.

4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.

Решение

Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 2 и 4 Вольта, а между ними 10 делений, то цена деления шкалы равна:

4−210..=0,2 (В)

Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка вольтметра стоит в пяти делениях от штриха, обозначенном цифрой «2». 5 делени1 по 0,2 Вольта равны 1 Вольту. Следовательно, вольтметр показывает 3 В. Так как при измерении учитываются сотые доли Вольтов, правильно результат измерения записывается так: U = 3 В. С учетом погрешности: U = 3,0 ± 0,2 В.

Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».

.

Ответ: 3,00,2

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Вольтметр и амперметр включенные в электрическую цепь

Ответ или решение 1

1.Запишем закон Ома для замкнутой цепи: I = U /(Rв + r), где U – напряжение, которое показывает вольтметр, I – сила тока, которую показывает амперметр, Rв – внешнее сопротивление, r – внутреннее сопротивление источника тока.

1. Так как Rв = 5 *r по условию, то формула примет вид: : I = U /(5 * r + r).

1. Выразим внешнее сопротивление цепи: Rв = 5 * r = 5 *U /6 *I.

Rв = 5 *9 В *6 *3 А = 2,5 Ом.

Ответ: внешнее сопротивление цепи составляет Rв = 2,5 Ом.

Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

В электрическую цепь амперметр включается последовательно [1] с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения [2] . Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию!

Бесконтактное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется токоизмерительные клещи (на фото).

Содержание

Общая характеристика [ править | править код ]

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой [ править | править код ]

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором [ править | править код ]

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки [ править | править код ]

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

• В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).

• В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

• В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь [ править | править код ]

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано – чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) – в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока – магнитные усилители.

Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.

Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.

Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.

Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.

Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.

После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.

Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.

У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.

При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.

Подключение амперметра через шунт

Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви. У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой. (Более подробно об этом явлении).

Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи

Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…

Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.

Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток. Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел. Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.

Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.

Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.

Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.

Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:

Амперметр включают в цепь. Схемы включения измерительных приборов. Измерение значений постоянного тока

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в
котором измеряют; для увеличения предела измерений — снабжённый шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Слева амперметр подключен таким образом, чтобы через него проходил весь ток, протекающий через цепь; альтернативных путей нет. Это правильный способ подключения амперметра для измерения общего тока цепи, но это не единственный способ. На схеме есть несколько точек в цепи, где амперметр может быть подключен для измерения. На этом изображении каждый амперметр также будет измерять общий ток схемы.

Теперь, когда мы знаем, как измерить общий ток через цепь, давайте посмотрим на измерение тока, проходящего через отдельные элементы. Ток перемещается по последовательному и параллельному элементам по-разному. В параллельном соединении ток разделяется между ветвями в например, для измерения только тока, проходящего через резистор 1, мы должны подключить амперметр последовательно с верхней ветвью параллельного контура. Это показано на левой стороне следующего изображения. Аналогично, размещение амперметра в нижняя ветвь будет измерять только ток, проходящий через резистор.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.

С правой стороны изображения видно, что параллельное подключение амперметра позволит току обходить резисторы, создавая еще одно короткое замыкание! В последовательном соединении то же количество тока проходит через каждый элемент. Чтобы увидеть это, давайте посмотрим на новую схему, как показано здесь. Таким образом, вам нужно всего лишь выполнить одно измерение с помощью амперметр, чтобы получить токи через каждый отдельный элемент в последовательном соединении. Амперметр — воздушный амперметр — это прибор, установленный последовательно с электрической нагрузкой, используемой для измерения количества тока, протекающего через нагрузку.

В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между
токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Единицей измерения является ампер. Амперметр используется для контроля работы электрической системы воздушного судна. Он также указывает, заряжается ли аккумулятор электрическим зарядом. Амперметры спроектированы с нулевой точкой в ​​центре лица и с отрицательной или положительной индикацией с обеих сторон. Когда указатель амперметра находится на плюсе, он показывает скорость зарядки аккумулятора. Минус-индикация означает, что из аккумулятора извлекается больше тока, чем при замене. Полномасштабное положительное отклонение указывает на неисправность регулятора.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный
усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться
милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано — чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) — в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока — магнитные усилители

Не все самолеты имеют амперметр

Произведение этих двух чтений называется кажущейся силой. На приведенной ниже диаграмме показано положение Амперметра в электрической системе воздушного судна.

Конструкция и принцип основных операций

Перемещение железа обычно используется для измерения переменного напряжения и токов. В подвижно-железных приборах подвижная система состоит из одной или нескольких частей мягкого железа особого типа, которые так поворачиваются, что на них воздействует ток, создаваемый током в катушке.

Существует два основных типа подвижно-железных приборов. Тип отталкивания Тип притяжения.
. Ниже приводится краткое описание различных компонентов прибора с подвижным железом. Отклоняющий крутящий момент в любом приборе с подвижным железом обусловлен силами небольшого куска магнитомягкого «железа», который намагничивается катушкой, несущей. В отталкивающем типе подвижно-железный инструмент состоит из двух цилиндрических мягких железных лопаток, установленных в неподвижной токопроводящей катушке.

Амперметр. Измерение силы тока.

Измерение тока.
Для измерения тока в цепи амперметр 2 (рис. 332, а) или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Одна железная лопасть удерживается на раме катушки, а другая свободно вращается, неся вместе с ней указательный вал. Два утюга лежат в магнитном поле, создаваемом катушкой, которая состоит всего из нескольких оборотов, если прибор является амперметром или многими витками, если прибор является вольтметром.

Ток в катушке индуцирует намагничивание обеих лопаток, а отталкивание между одинаково намагниченными лопастями приводит к пропорциональному вращению. Только фиксированная катушка переносит ток нагрузки и сконструирована таким образом, чтобы выдерживать высокий переходный ток.

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Измерение электрического напряжения и тока

Передвижные железные инструменты имеют весы, которые являются нелинейными и несколько переполнены в нижнем диапазоне калибровки.

Таким образом, высокое сопротивление порядка килообемов соединено последовательно с катушкой прибора.

Диапазоны амперметра и вольтметра

Для данного прибора с подвижным железом ампер-витки, необходимые для создания полномасштабного отклонения, являются постоянными. Один может изменить диапазон амперметров, предоставив шунтирующую катушку с движущейся катушкой. Диапазон колебания может изменяться, соединяя сопротивление последовательно с катушки. Следовательно, одна и та же спецификация обмотки катушки может использоваться для ряда диапазонов. Углерод из-за трения довольно мал, так как соотношение вращающего момента очень велико в движущихся инструментах катушки. Поверхности поля вызывают относительно низкие значения силы намагничивания, создаваемой катушкой. Ошибка из-за изменения температуры.
. Аналоговые счетчики, устарели ли они?

Для расширения пределов измерения амперметров, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, их включают в цепь параллельно шунту 4 (рис. 332,б). При этом через прибор проходит только часть I А измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению R А. Бо
льшая часть I ш этого тока проходит через шунт. Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т. е. используется в качестве милливольтметра. Шкала прибора градуируется в амперах. Зная сопротивления прибора R A и шунта R ш можно по току I А, фиксируемому прибором, определить измеряемый ток:

Аналоговый измеритель перемещает иглу по шкале. Аналоговые мультиметры с коммутируемым диапазоном очень дешевы, но новичкам трудно читать точно, особенно по шкалам сопротивления. Движение счетчика деликатно и падает, метр, вероятно, повредит его! У каждого типа счетчика есть свои преимущества. В качестве вольтметра цифровой измеритель обычно лучше, потому что его сопротивление намного выше, 1 МОм или 10 МОм, по сравнению с 200 Ом для аналогового мультиметра в аналогичном диапазоне.

Аналоговый мультиметр, используемый в качестве амперметра, имеет очень низкое сопротивление и очень чувствительный, с весом до 50 мкА. Более дорогие цифровые мультиметры могут быть равны или лучше этой производительности. Использование мультиметра для измерения усилителей, напряжения и Ом.

I = I А (R А +R ш)/R ш = I А n

(105)

где n = I/I А = (R A + R ш)/R ш — коэффициент шунтирования. Его обычно выбирают равным или кратным 10. Сопротивление шунта, необходимое для измерения тока I, в n раз большего, чем ток прибора I А,

R ш = R A /(n-1)

(106)

Конструктивно шунты либо монтируют в корпус прибора (шунты на токи до 50 А), либо устанавливают вне его и соединяют с прибором проводами. Если прибор предназначен для постоянной работы с шунтом, то шкала его градуируется сразу в значениях измеряемого тока с учетом коэффициента шунтирования и никаких расчетов для определения тока выполнять не требуется. В случае применения наружных (отдельных от приборов) шунтов на них указывают номинальный ток, на который они рассчитаны, и номинальное напряжение на зажимах (калиброванные шунты). Согласно стандартам это напряжение может быть равно 45, 75, 100 и 150 мВ. Шунты подбирают к приборам так, чтобы при номинальном напряжении на зажимах шунта стрелка прибора отклонялась на всю шкалу. Следовательно, номинальные напряжения прибора и шунта должны быть одинаковыми. Имеются также индивидуальные шунты, предназначенные для работы с определенным прибором. Шунты делят на пять классов точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). Обозначение класса соответствует допустимой погрешности в процентах.

Прежде чем подробно рассказывать о мультиметрах, вам важно иметь четкое представление о том, как счетчики подключены к схемам. Измерительные усилители. Подумайте об изменениях, которые вы должны были бы внести в практическую схему, чтобы включить амперметр. Для начала вам необходимо разбить цепь так, чтобы амперметр можно было подключить последовательно. Все ток, протекающий в цепи, должен проходить через амперметр.

Измерительное напряжение. На этот раз вам не нужно нарушать схему. Вольтметр подключен параллельно между двумя точками, где должно быть выполнено измерение. Поскольку вольтметр обеспечивает параллельный путь, он должен принимать как можно меньше тока.

Для того чтобы повышение температуры шунта при прохождении по нему тока не оказывало влияния на показания прибора, шунты изготовляют из материалов с большим удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом (константан, манганин, никелин и пр. ). Для уменьшения влияния температуры на показания амперметра последовательно с катушкой прибора в некоторых случаях включают добавочный резистор из констан-тана или другого подобного материала.

Какая техника измерения, по вашему мнению, будет более полезной? Фактически измерения напряжения используются гораздо чаще, чем текущие измерения. Обработка электронных сигналов обычно рассматривается в терминах напряжения. Дополнительным преимуществом является то, что измерение напряжения легче сделать. Исходная схема не нуждается в изменении. Часто измерительные датчики соединены просто, прикоснувшись к ним к интересующим точкам.

Измерение Ома. Омметр не работает с цепью, подключенной к источнику питания. Омметры работают, пропуская небольшой ток через компонент и измеряя производимое напряжение. Если вы попробуете это с компонентом, подключенным к цепи с источником питания, скорее всего, это приведет к повреждению счетчика. Большинство мультиметров имеют предохранитель для защиты от неправильного использования.

Измерение напряжения.
Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр 2 (рис. 332, в) присоединяют к этим точкам, т. е. параллельно источнику 1 электрической энергии или приемнику 3.

Для того чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому практически можно пренебрегать проходящим по вольтметру током.

Для измерения электрического тока через провод используется амперметр. Вы можете использовать его для измерения очень малых электрических токов или очень больших. Однако, если вы новичок, используйте его только для измерения малых токов. Большие электрические токи могут быть опасными.

Подключение амперметра для измерения тока занимает всего несколько минут или меньше. Однако иногда люди путаются и думают, что это слишком просто. Например, они могут просто подключить два датчика к проводу. Ключ к правильному подключению амперметра помнит, что соединение такое, что ток течет через амперметр, как если бы это был провод.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор 4 (R д) (рис. 332,г). При этом на прибор приходится лишь часть U v измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора R v .

Зная сопротивление добавочного резистора и вольтметра, можно по значению напряжения U v , фиксируемого вольтметром, определить напряжение, действующее в цепи:

Если ваша схема является аккумулятором, ток будет постоянным. Если вы подключите свою цепь к источнику питания, тип тока будет зависеть от вашего источника питания. Изучите калибровку амперметра. Когда ток течет через амперметр, игла на счетчике будет перемещаться по калиброванной шкале. Маркировка на шкале, на которую огибает иглу, будет соответствовать току, протекающему через ваш амперметр. Номер на крайнем правом конце счетчика соответствует максимальному показанию тока для определенного диапазона, для которого установлен амперметр.

U = (R

v
+R

д
)/R

v
* U

v
= nU

v
(107)

Величина n = U/U v =(R v +R д)/R v показывает, во сколько раз измеряемое напряжение U больше напряжения U v , приходящегося на прибор, т. е. во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения вольтметром при применении добавочного резистора.

Сопротивление добавочного резистора, необходимое для измерения напряжения U, в п раз большего напряжения прибора Uv, определяется по формуле R д =(n- 1) R v .

Это максимальное число часто называют полномасштабным чтением. Установите переключатель мультипликатора диапазона на максимальное значение. Изучите различные диапазоны, которые имеет ваш амперметр. Один диапазон может быть для ампер, другого миллиампера и других микроампер. Однако помните, что разные амперметры будут иметь разные диапазоны, поэтому проверьте руководство пользователя. Установите переключатель мультипликатора диапазона в самый высокий диапазон. В этом случае выберите диапазон ампер.

И это потому, что амперы в тысячу раз больше, чем миллиамперы, а миллиамперы в тысячу раз больше, чем микроамперы. Определите полномасштабное показание для диапазона. Умножьте настройку на множитель диапазона на полномасштабное число на счетчике. Полномасштабным номером на счетчике является номер на счетчике, который находится на крайнем правом конце калиброванного шкалы. Это может быть 1, 2 или 5 или любое другое число. Затем умножьте полномасштабное число на значение множителя диапазона.

Добавочный резистор может встраиваться в прибор и одновременно использоваться для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора. Для этой цели резистор выполняется из материала, имеющего малый температурный коэффициент, и его сопротивление значительно превышает сопротивление катушки, вследствие чего общее сопротивление прибора становится почти независимым от изменения температуры. По точности добавочные резисторы подразделяются на те же классы точности, что и шунты.

Делители напряжения.
Для расширения пределов измерения вольтметров применяют также делители напряжения. Они позволяют уменьшить подлежащее измерению напряжение до значения, соответствующего номинальному напряжению данного вольтметра (предельного напряжения на его шкале). Отношение входного напряжения делителя U 1 к выходному U 2 (рис. 333, а) называется коэффициентом деления
. При холостом ходе U 1 /U 2 = (R 1 +R 2)/R2 = 1 + R 1 /R 2 . В делителях напряжения это отношение может быть выбрано равным 10, 100, 500 и т. д. в зависимости от того, к каким

выводам делителя подключен вольтметр (рис. 333,б). Делитель напряжения вносит малую погрешность в измерения только в том случае, если сопротивление вольтметра R v достаточно велико (ток, проходящий через делитель, мал), а сопротивление источника, к которому подключен делитель, мало.

Измерительные трансформаторы.
Для включения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока служат измерительные трансформаторы, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала при выполнении электрических измерений в цепях высокого напряжения. Включение электроизмерительных приборов в эти цепи без таких трансформаторов запрещается правилами техники безопасности. Кроме того, измерительные трансформаторы расширяют пределы измерения приборов, т. е. позволяют измерять большие токи и напряжения с помощью несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

Измерительные трансформаторы подразделяют на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Трансформатор напряжения 1 (рис. 334, а) служит для подключения вольтметров и других приборов, которые должны реагировать на напряжение. Его выполняют, как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор: первичную обмотку подключают к двум точкам, между которыми требуется измерить напряжение, а вторичную — к вольтметру 2.

На схемах измерительный трансформатор напряжения изображают как обычный трансформатор (на рис. 334, а показано в круге).

Так как сопротивление обмотки вольтметра, подключаемого к трансформатору напряжения, велико, трансформатор практически работает в режиме холостого хода, и можно с достаточной степенью точности считать, что напряжения U 1 и U 2 на первичной и вторичной обмотках будут прямо пропорциональны числу витков? 1 и? 2 обеих обмоток трансформатора, т. е.

U 1 /U 2 = ? 1 /? 2 = n

(108)

Таким образом, подобрав соответствующее число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять высокие напряжения, подавая на электроизмерительный прибор небольшие напряжения.

Напряжение U 1 может быть определено умножением измеренного вторичного напряжения U 2 на коэффициент трансформации трансформатора n.

Вольтметры, предназначенные для постоянной работы с трансформаторами напряжения, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого напряжения могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один выэод его вторичной обмотки и стальной кожух трансформатора должны быть заземлены.

Трансформатор тока
3 (рис. 334,б) служит для подключения амперметров и других приборов, которые должны реагировать на протекающий по цепи переменный ток. Его выполняют в виде

обычного двухобмоточного повышающего трансформатора; первичную обмотку включают последовательно в цепь измеряемого тока, к вторичной обмотке подключают амперметр 4.

Схемное обозначение измерительных трансформаторов тока показано на рис. 334, б в круге.

Так как сопротивление обмотки амперметра, подключаемого к трансформатору тока, обычно мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания, и с достаточной степенью точности можно считать, что токи I 1 и I 2 , проходящие по его обмоткам, будут обратно пропорциональны числу витков? 1 и? 2 этих обмоток, т.е.

I 1 /I 2 = ? 1 /? 2 = n

(109)

Следовательно, подобрав соответствующим образом число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять большие токи I 1 , пропуская через электроизмерительный прибор малые токи I 2 . Ток I 1 может быть при этом определен умножением измеренного вторичного тока I 2 на величину n.

Амперметры, предназначенные для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого тока I 1 могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один из зажимов вторичной обмотки и кожух трансформатора заземляют.

На э. п. с. применяют так называемые проходные трансформаторы тока (рис. 335). В таком трансформаторе магнитопровод 3 и вторичная обмотка 2 смонтированы на проходном изоляторе 4, служащем для ввода высокого напряжения в кузов, а роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень 1, проходящий внутри изолятора.

Условия работы трансформаторов тока отличаются от обычных. Например, размыкание вторичной обмотки трансформатора тока при включенной первичной обмотке недопустимо, так как это вызовет значительное увеличение магнитного потока и, как следствие, температуры сердечника и обмотки трансформатора, т. е. выход его из строя. Кроме того, в разомкнутой вторичной обмотке трансформатора может индуцироваться большая э. д. с, опасная для персонала, производящего измерения.

При включении приборов посредством измерительных трансформаторов возникают погрешности двух видов: погрешность в коэффициенте трансформации и угловая погрешность (при изменениях напряжения или тока отношенияU 1 /U 2 и I 1 /I 2 несколько изменяются и угол сдвига фаз между первичным и вторичным напряжениями и токами отклоняется от 180°). Эти погрешности возрастают при нагрузке трансформатора свыше номинальной. Угловая погрешность оказывает влияние на результаты измере-

ний приборами, показания которых зависят от угла сдвига фаз между напряжением и током (например, ваттметров, счетчиков электрической энергии и пр.). В зависимости от допускаемых погрешностей измерительные трансформаторы подразделяют по классам точности. Класс точности (0,2; 0,5; 1 и т. д.) соответствует наибольшей допускаемой погрешности в коэффициенте трансформации в процентах от его номинального значения.

Амперметр

Измерение
тока. Приборы,
предназначенные для измерения тока,
получили название амперметров.  Приборы,
рассмотренные в гл. 9, могут служить
как для измерения тока, так и для
измерения напряжения. При этом
отличаются способы включения их в
электрическую цепь и значения
сопротивления измерительной цепи
прибора. Амперметр включают в цепь
таким образом, чтобы через него проходил
весь измеряемый ток, т. е. последовательно.
Сопротивление амперметра должно быть
малым, чтобы в нем не происходило
заметного падения напряжения.

Для
измерения постоянного тока используют
преимущественно амперметры
магнитоэлектрической системы и реже
приборы электромагнитной системы, а
для измерения переменного тока частотой
50 Гц в основном применяют амперметры
электромагнитной системы.

Непосредственное
включение амперметра в цепь измеряемого
тока не всегда
возможно, так как в некоторых случаях
измеряемый ток во много раз превосходит
необходимый для полного отклонения
подвижной системы прибора. В
этихслучаях при измерении постоянного
тока параллельно амперметру
включают шунт, через который
проходит большая часть измеряемого
тока (рис. 10.1).

Согласно
первому закону Кирхгофа, максимальное
значение измеряемого амперметром
тока при наличии шунта

где I_max —
максимальное значение тока в цепи; I_Aн —
номинальное (предельное) значение
тока амперметра в отсутствие шунта; I_ш —
ток, проходящий через шунт. Так как
амперметр и шунт включены параллельно,
то токи между шунтом и амперметром
распределяются обратно пропорционально
их сопротивлениям:

откуда
находим сопротивления шунта:

          (10.1)

где r_A —
внутреннее сопротивление амперметра; n
= I_max/I_Aн —
коэффициент, показывающий, во сколько
раз расширяются пределы измерения.

Так
как  то
ток в цепи при заданной нагрузке

          (10. 2)

где I_A —
показание амперметра. Если шкалу
амперметра отградуировать с учетом
шунта, то можно определять значение
измеряемого тока I непосредственно
по показаниям прибора.

При
измерении переменных токов шунты не
применяют. Это объясняется тем, что
распределение токов между шунтом и
амперметром определяется не только
их активным сопротивлением, но и
реактивным сопротивлением прибора,
которое зависит от частоты. Поэтому
для расширения пределов измерения
амперметров в цепях переменного тока
используют измерительные трансформаторы
тока.

Измерение
напряжения. Электроизмерительные
приборы, предназначенные для измерения
напряжения, называются вольтметрами. Вольтметры
включают параллельно участку (элементу)
электрической цепи, на котором измеряют
напряжение. При этом вольтметр должен
иметь очень большое сопротивление по
сравнению с сопротивлением элемента
цепи, на котором измеряется напряжение.
Это необходимо для уменьшения
погрешности измерения и для того,
чтобы не было изменения режима работы
цепи. В самом деле, чем больше
сопротивление вольтметра, тем меньший
ток проходит через него и тем меньше
расходуется в нем энергия, а следовательно,
тем меньшее влияние оказывает включение
прибора на режим работы цепи.

Для
расширения пределов измерений
вольтметров в цепях постоянного тока
с напряжением до 1000-4500 В служат добавочные
резисторы, включаемые последовательно
с прибором (рис. 10.2). В цепях переменного
тока напряжением свыше 1000 В для
расширения пределов измерений
используют измерительные
трансформаторы напряжения.

При
включении последовательно с вольтметром
добавочного резистора сопротивление
последнего определяют из следующих
соображений: допустим, вольтметром с
сопротивлением r_V,
рассчитанным на номинальное
напряжение U_ном,
необходимо измерить напряжение U_xmax,
которое в n раз больше U_ном.
В этом случае необходимо соблюдать
условие, при котором ток, проходящий
через вольтметр, был бы одинаковым
при обоих напряжениях, т. е.

откуда

          (10.3)

и
фактически измеряемое напряжение

          (10.4)

где U_V —
показание вольтметра.

Шкалу
вольтметров в большинстве случаев
градуируют с учетом добавочного
сопротивления r_д.
При этом вольтметр может быть выполнен
на несколько пределов измерения, для
чего он снабжается несколькими
добавочными сопротивлениями и
соответствующим переключателем шкалы
на лицевой стороне прибора.

Для
измерения напряжения в цепях постоянного
тока применяют магнитоэлектрические
вольтметры, а в цепях переменного тока
— электромагнитные и электродинамические
вольтметры. При измерении малых
переменных напряжений используют
выпрямительные и электронные
милливольтметры, причем при повышенных
частотах преимущественно электронные.

Вольтметры и амперметры постоянного тока — College Physics

Цели обучения

• Объясните, почему вольтметр необходимо подключать параллельно цепи.
• Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
• Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
• Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
• Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. (См. Рисунок).) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, надеюсь, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя.(Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому устройству, которое необходимо измерить. Параллельное соединение используется, потому что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому устройству, которое необходимо измерить. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них.(См. (Рисунок), где амперметр обозначен символом A.)

(a) Чтобы измерить разность потенциалов в этой последовательной цепи, вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета ее внутреннего сопротивления,. (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons)

Для измерения тока последовательно подключают амперметр (А).Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС и означает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые измерители: Гальванометры

У аналоговых счетчиков есть стрелка, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, у которых есть числовые показания, подобные портативному калькулятору.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, вызывает пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это сила тока, которая дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с чувствительностью по току имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него, считывает половину шкалы при протекании через него и т. Д.

Если у такого гальванометра есть сопротивление, то при напряжении, равном только показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр также можно превратить в амперметр, разместив его параллельно с небольшим сопротивлением, часто называемым шунтирующим сопротивлением, как показано на (Рисунок). Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что необходим амперметр, который дает отклонение на полную шкалу на 1,0 А и содержит такой же гальванометр с его чувствительностью. Поскольку и параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли такие то. Решая и отмечая, что это и есть 0.999950 А, у нас

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете цепь. В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного воздействия на схему, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством.Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на схему это не оказывает заметного влияния. (См. (Рисунок) (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому сопротивлению, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, тогда два соединенных параллельно имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на схему. (См. (Рисунок) (b).) Напряжение на устройстве отличается от напряжения, когда вольтметр отключен от цепи.

(a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем сопротивление устройства (), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и у устройства, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь. (b) Здесь вольтметр имеет такое же сопротивление, как и устройство (), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр включен последовательно в ответвление измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлением устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно. (См. (Рисунок) (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в ветви измеряется уменьшается. (См. (Рисунок) (b).)

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно.Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить измеритель; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

(a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви не увеличивается заметно. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра.(b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а ток вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одно из решений проблемы вольтметров и амперметров, создающих помехи для измеряемых цепей, состоит в использовании гальванометров с большей чувствительностью. Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что погрешность связана с изменением схемы, а не с неисправностью счетчика.

Связи: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения. Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя.Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знание системы — даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы.Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности в одну часть.

Проверьте свое понимание

Цифровые измерители могут обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые измерители, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. См. (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и наблюдайте за происходящим. Пауза, перемотка назад и движение вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона.

Сводка раздела

• Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
• Вольтметр размещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
• Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на (Рисунок)? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра. Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели счетчик в режим амперметра?

Для измерения токов на (рис.) Замените провод между двумя точками на амперметр.Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр для измерения следующего: (a) общий ток; (б) текущий ток; (c) через; (d) через. Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

% PDF-1.3
%
1 0 obj
>
endobj
23 0 объект
>
/ Длина 18033
>>
транслировать
,
| kb | а,
S_ @ ‘O ߽ d-oudm4t «4bUNHV; 桓%? K * x2 +
? ن AKGHaj_n 0DxA! ~ (‘DR ~ wh? BaG
= qM;: # 6uD ᠟3 l &
z1Unwzm4rht (@ OHΓFv / het «rD} m ݠ) {- 7
; u. S6`> J ս ׿, uqBl% hMA; xAwi0a1WalB «vWo | d% L0m A ث mwa.OoV} Iʳ ު ۯ M_O) ȥN (wx] FwO. ߷ ooW i j ٴ ﾭ ~ e7w; b ئ]? 7 ~ _ Am iovw
oa {6ůmw; û {Ӱk a {i0Ln {Nŗ۶jBP2 ո [j0 ݶ (a
: & 5ӲVZSӋ \ 0 8-BVIhqoaqb’a ~ 60Ia! H | xA_baql yM i «?
ɠ6 & 0+
Размер: 7xDP = A

Открытые учебники | Сиявула

Математика

Наука

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 7А

      • Марка 7Б

      • Класс 7 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 7А

      • Граад 7Б

      • Граад 7 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • класс 8А

      • Марка 8Б

      • Оценка 8 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 8А

      • Граад 8Б

      • Граад 8 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Марка 9А

      • Марка 9Б

      • Оценка 9 (комбинированные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 9А

      • Граад 9Б

      • Граад 9 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 4A

      • Марка 4Б

      • Класс 4 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 4А

      • Граад 4Б

      • Граад 4 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Марка 5А

      • Марка 5Б

      • Оценка 5 (комбинированные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 5А

      • Граад 5Б

      • Граад 5 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Марка 6А

      • Марка 6Б

      • Оценка 6 (комбинированные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 6А

      • Граад 6Б

      • Граад 6 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

Наша книга лицензионная

Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснялось:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий. Вы можете делать копии, распечатывать и распространять их сколько угодно раз. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки каким-либо образом, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, логотипы спонсоров и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без марочного обозначения)

Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Электрические схемы: решение с аудиогидом

Электрические схемы: решение с аудиогидом

Проблема 25:

Вольтметры можно использовать для определения напряжения в двух точках цепи.Амперметр можно использовать для определения силы тока в любом заданном месте цепи. Схема справа питается от источника питания 60,0 В и использует три вольтметра и три амперметра для измерения падений напряжения и токов. Значения резистора: 10,3 Ом (R ₁ ), 15,2 Ом (R ₂ ) и 12,8 Ом (R ₃ ). Определите показания амперметра и показания вольтметра.

Решение с аудиогидом

Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.Пожалуйста, скачайте и просмотрите здесь.

Привычки эффективного решателя проблем

• Внимательно прочтите задачу и создайте мысленную картину физической ситуации. При необходимости нарисуйте простую схему физической ситуации, которая поможет вам ее визуализировать.
• Определите известные и неизвестные количества и запишите их в организованном порядке. Приравняйте данные значения к символам, используемым для представления соответствующей величины — e.г., ΔV = 9,0 В; R = 0,025 Ом; Я = ???.
• Используйте физические формулы и концептуальные рассуждения, чтобы построить стратегию решения неизвестной величины.
• Определите подходящую (ые) формулу (ы) для использования.
• Выполните замены и алгебраические манипуляции, чтобы найти неизвестную величину.

Прочтите об этом!

Дополнительную информацию по теме «Электрические схемы» см. В Учебнике по физике.

Вернуться к набору задач

Вернуться к обзору

См. Аудиогид решения проблемы:

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34
Цепи серии

— Электрический ток и разность потенциалов — KS3 Physics Revision

В телесериале вы получаете несколько эпизодов, один за другим.Последовательная схема аналогична. Вы получаете несколько компонентов один за другим.

Если вы проследите принципиальную схему от одной стороны ячейки к другой, вы должны пройти через все различные компоненты, один за другим, без каких-либо ответвлений.

Две последовательно соединенные лампы

$1.$3″> В последовательной цепи, если лампа выходит из строя или какой-либо компонент отключается, цепь разрывается, и все компоненты перестают работать.

В последовательной цепи, если одна лампа снята или сломана, другая погаснет.

Последовательные цепи полезны, если вы хотите получить предупреждение о том, что один из компонентов в цепи вышел из строя.Они также используют меньше проводов, чем параллельные цепи.

Ток в последовательной цепи

Ток везде одинаковый в последовательной цепи. Неважно, куда вы положите амперметр, он покажет вам то же самое.

Все три амперметра показывают 0,5 А в этой последовательной цепи

Добавление дополнительных ячеек

Ток в последовательной цепи зависит от количества ячеек. Если вы заставите ячейки смотреть в одном направлении, чем больше ячеек вы добавите, тем больше будет сила тока.

Ток в этой последовательной цепи увеличивается по мере добавления большего количества ячеек

Ток не расходуется

Если вы включите больше ламп в последовательную цепь, лампы будут тусклее, чем раньше, потому что через них будет протекать меньший ток.

Вы могли подумать, что ток становится меньше по мере прохождения одного компонента за другим, но это не так. Ток не расходуется компонентами в цепи. Это означает, что ток везде одинаковый в последовательной цепи, даже если в ней много ламп или других компонентов.

Ток, протекающий через каждую лампу, тем меньше, чем больше ламп, но он остается неизменным везде в этой последовательной цепи

Параллельная цепь

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ

Прочитав этот раздел, вы сможете сделать следующее:

• Определите параллельную схему и объясните, как она соотносится с последовательной схемой.
• Создайте параллельную схему.
• Объясните, что делает вольтметр и чем он отличается от амперметра.

Подобно последовательной цепи, параллельные цепи также содержат источник напряжения (тока), а также провода и другие компоненты. Основное различие между последовательной схемой и параллельной схемой заключается в способе соединения компонентов. В параллельной цепи у электричества есть несколько путей, по которым оно может двигаться.

Попробуйте собрать эту простую параллельную схему

Поздравляем! Вы только что построили параллельную схему.Обратите внимание, что когда вы замыкаете переключатель, электроны проходят через обе нагрузки одновременно. В нашей последовательной схеме все электроны прошли через все компоненты по порядку. В параллельной схеме некоторые электроны проходят через одну нагрузку, а некоторые — через другую нагрузку, причем все одновременно. В точке A общий ток разделяется и проходит по разным путям, прежде чем цепь снова соединится вместе в точке B.

Параллельная цепь существует всякий раз, когда два или более компонентов подключаются между одними и теми же двумя точками.Эти две точки в этой цепи — это точки A и B. Оба резистора подключаются к обеим точкам A и B.

Каждый параллельный путь называется ветвью параллельной цепи.

Попробуйте построить эту параллельную схему, теперь включающую в себя вольтметр.

Эта параллельная схема содержит 3 ветви (два резистора и вольтметр), что означает, что электронный ток проходит через все три ветви одновременно. Мы поместили вольтметр на эту вторую цепь, чтобы показать важный факт.В последних 4 сделанных вами схемах вы включили в них амперметр. Амперметры всегда должны быть включены в цепь последовательно, иначе они не будут работать. Вольтметр, который мы добавили в последнюю схему, имеет другие требования для работы. Для работы вольтметры должны быть размещены параллельно цепи. Это связано с тем, что вольтметры измеряют разницу электродвижущей силы (ЭДС) от одной области к другой. Они используются для измерения разницы в ЭДС на одной стороне компонента по сравнению с другой стороной компонента.В наших домах большинство цепей содержат ЭДС 120 вольт.

Обзор

1. Когда некоторые компоненты подключены параллельно друг другу, они образуют параллельную цепь .
2. Вольтметр должен быть подключен параллельно в цепи, чтобы измерить разницу ЭДС от одной точки к другой.

Тест № 10H Обзор

(электрические схемы) КЛЮЧ

Имя: __________ Ключ ответа _________ Дата: ____________________________ Тест с отличием по физике № 10 Обзор 1.Прочтите главы 18, 19 и 20 Электрические схемы 2. Термины, которые необходимо знать: цепь, ток, напряжение, разность потенциалов, сопротивление, закон Ома, мощность, заряд, энергия, схема. , параллельная цепь, последовательная цепь, эквивалентное сопротивление, заземление, короткое замыкание, обрыв, амперметр, вольтметр, комбинированная цепь, сопротивление — емкостная цепь. 3. Уметь рассчитывать напряжение, ток, сопротивление, мощность, энергию и количество электронов. 4. Нарисуйте схему простой схемы, включающей батарею и резистор.Включите правильно установленный амперметр и вольтметр. 5. Нарисуйте схему последовательной цепи, включающей батарею и три резистора. Включите амперметр, способный считывать общий ток, и вольтметр, способный считывать падение напряжения на среднем резисторе. У последовательно соединенных резисторов есть только один путь для прохождения тока. 6. Нарисуйте схему параллельной цепи, включая батарею и три резистора. Включите амперметр, способный считывать общий ток, и вольтметр, способный считывать падение напряжения на среднем резисторе.Параллельно подключенные резисторы имеют отдельные пути для прохождения тока. 7. Как амперметр подключен к цепи? Как подключить вольтметр в цепь? Амперметр включен в цепь последовательно, а вольтметр — параллельно в цепь. 8. Если в цепи протекает ток в один ампер, сколько кулонов заряда проходит через заданную точку за одну секунду? Сколько электронов проходит эту точку за одну секунду? q = I t = (1 A) (1 с) = 1 C ⎛ 1e ⎞ ⎜ ⎟ = × ⎝1,60 × 10 C ⎠ 18 1C 6,25 10 электронов -19 232 Вольтметр подключить параллельно — прикоснуться к сторонам Амперметр подключить последовательно — в потоке вольтметр подключить параллельно — прикоснуться к бокам Амперметр подключить последовательно — в потоке вольтметр подключить параллельно — прикоснуться к бокам Амперметр подключить последовательно — в потоке I = q / t, переставлено Преобразование между кулонами и элементарным обвинения

.