Из чего состоит амперметр: Амперметр: что это такое

Содержание

Амперметр: что это такое

Амперметр является самым распространённым устройством для измерения электрического тока. Для того, чтобы приобрести и использовать данное устройство, очень важно знать о его конструкции и характеристиках. В статье подробно рассказывается, что измеряет амперметр. Также подробно со всеми нюансами объясняется, для чего нужен амперметр и как использовать его разновидности. Прилагаются схемы включения и иллюстрации того, из чего состоит амперметр.

Что такое амперметр

Амперметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения электрического тока в цепи. Название происходит от единицы измерения электрического тока – Ампер (А). Аппараты, используемые с целью измерения меньшего уровня тока в миллиамперах или микроамперах, называются миллиамперметрами или микроамперметрами.

Что показывает амперметр

Во время зарядки аккумуляторов разных классов энергопотребления ток зарядки выставляют по показаниям амперметра. Он показывает химические процессы на поверхности пластин аккумулятора, расположенные в электролите.

Принцип действия амперметров разных категорий

Различные силы и крутящие моменты обязательны в измерении для таких измерительных приборов.

Отклоняющий крутящий момент (сила)

Дефект любого амперметра определяется комбинированным эффектом отклоняющего крутящего момента (силы), управляющего крутящего момента (силы) и демпфирующего момента (силы). Значение отклоняющего момента должно зависеть от измеряемого электрического сигнала; этот момент (сила) заставляет движение инструмента вращаться от его нулевого положения.

Управление крутящим моментом (силой)

Этот крутящий момент (сила) должен действовать в противоположном значении самого отклоняющего крутящего момента (силы). Таким образом движение достигнет равновесного или определенного положения, когда отклоняющий и управляющий крутящий моменты равны по величине. Обычно за обеспечение крутящего момента отвечают спиральные пружины или гравитация

Демпфирующий крутящий момент (демпфирующая сила)

Демпфирующая сила должна действовать в направлении, противоположном движению движущейся системы. Это приводит к тому, что движущаяся система достаточно быстро останавливается в отклоненном положении без каких-либо колебаний или очень малых колебаний. Это обеспечивается воздушным трением; фрикцией жидкости; вихревым током.

Следует отметить, что любая демпфирующая сила не должна влиять на прогиб в уже установленном режиме, который создаётся данной отклоняющей силой или крутящим моментом. Демпфирующая сила увеличивается с угловой скоростью движущейся системы, так что когда вращение быстрое, ее эффект является наибольшим и равен нулю, когда вращение системы аналогично равно нулю.

Существует несколько видов таких устройств. У каждого амперметра принцип работы отличается.

Амперметр PMMC

Тут проводник расположен между полюсом постоянного магнита. Когда ток проходит через катушку, происходят отклонения. Отклонение катушки зависит от величины тока, протекающего через нее. Устройство применяется только для измерения постоянного тока.

Амперметр с подвижной катушкой (MI)

Этот аппарат может измерять как переменный, так и постоянный ток. В этом типе амперметра катушка свободно перемещается между полюсами постоянного магнита. В то время, когда ток проходит через катушку, он начинает отклоняться под определенным углом. Отклонение катушки пропорционально току, проходящему через катушку.

Электродинамический амперметр

Это устройство аналогично применяется для измерения как переменного и постоянного тока. Точность прибора высокая по сравнению с приборами PMMC и MI. Калибровка амперметра одинакова как для переменного, так и для постоянного тока. Если постоянный ток калибрует прибор, то без повторной калибровки он используется для измерения переменного тока.

Выпрямительный амперметр

Прибор применяется для измерения переменного тока. Это устройство является выпрямительным, которое используется вместе с другими разновидностями. Оно преобразует направление тока и передает его PMMC.

Схемы многопредельных выпрямительных миллиамперметров с переключаемыми шунтами

Чтобы повысить стабильность сопротивления амперметра, в схему мостового типа вместо двух диодов надо включить постоянные резисторы сопротивлением приблизительно 100 или 1000 Ом. Во время включения резисторов R3 и R4, где общее сопротивление измерителя меньше зависит от электрического тока в его цепи и внешних температурных условий, начальный нелинейный участок шкалы значительно расширяется. Включая данные резисторы по схеме, а также выбирая сопротивления R3 = R4 = r в степени 20,5 (где r – прямое сопротивление диода) удаётся немного увеличить уровень напряжения в диодах. Это улучшает линейность шкалы. Использование как первой, так и второй схем, значительно снижает чувствительность амперметра.

Где и как используется

Такие измерительные аппараты широко используются в самых разных областях. Они задействованы в промышленности, строительной сфере, предприятиях, которые занимаются распределением и генерацией электро- и теплоэнергии. Также применяются для научных исследований в лабораториях.

Устройство и его разновидности входят в конструкцию других подобных приборов. В омметре, принцип действия которого основан на законе Ома, (устройстве для определения сопротивления) есть резистор R (ограничивает ток) и чувствительная измерительная головка, через которую проходят миллиамперы. Иначе она называется миллиамперметром.

Особенности конструкции

Устройство амперметра зависит непосредственно от модели и производителя.

У классического амперметра имеется катушка, стрелка и градуированная шкала. Через катушку устройства проходит некоторая часть тока, который необходимо измерить. Это количество тока обратно пропорционально сопротивлению катушки. Она включена параллельно шунту (калиброванный) малого сопротивления.

Выпрямленный или прямой ток проходит через катушку. Это приводит к повороту стрелки аппарата. В связи с этим угол наклона стрелки становится пропорционален величине электрического тока, который надо измерить.

Благодаря катушке аппарата, электрический ток инициирует крутящий момент. Он получается в результате взаимодействия магнитного поля амперметра и магнитного поля стационарного магнита. Так как катушка и стрелка соединены, то катушка наклоняется в соответствии с углом и показывает значение электрического тока непосредственно на шкале.

Помимо классического типа устройства, существует также цифровой.

Электрическая схема цифрового амперметра:

Технические характеристики

Как и конструкция, характеристики и параметры могут сильно отличаться в зависимости от производителя и модели.

На примере модели амперметра M42100 рассмотрены средние характеристики.

Диапазон измерений: от 5 мА до 15 А (при непосредственном способе включения).
От 15 А до 6000 А (при способе включения с наружным шунтом на 75 мВ).
Рабочая температура: -50 до +60 градусов
Размеры: 80х80 мм (вырез в щите 77.5 мм).
Класс точности: 1. 5.

Чувствительность амперметра определяется величиной тока, необходимого катушке измерителя для создания отклонения указателя от полной шкалы. Чем меньше величина тока, необходимого для создания этого отклонения, тем выше чувствительность измерителя. Движение, которое требует только 100 микроампер для полного отклонения, имеет большую чувствительность, чем движение, которое требует 1 мА для того же отклонения.

Как подключить амперметр

При подключении амперметра важно придерживаться последовательности действий и техники безопасности.

Большая часть амперметров должна подключаться последовательно с несущей ток цепью, или же нужно последовательно подключить их резисторы (шунтирующие). Так или иначе, электрический ток протекает через шунт измерительного устройства.

Амперметр не должен подключаться напрямую к источнику тока и напряжения, так как их внутренне сопротивление довольно низкое и существует большая вероятность протекания избыточного электрического тока. Устройства рассчитаны на низкий уровень спада напряжения на клеммах, что гораздо меньше, чем 1 В. Дополнительные потери цепи, которые вызываются устройством, имеют название «нагрузки» на измеряемую цепь.

Измерительный аппарат последовательно соединяется с цепью, что позволяет всем электронам электрического тока проходить через устройство. Спад мощности возможен из-за тока, который измеряется, и из-за внутреннего сопротивления. Это связано с тем, что цепь устройства обладает низким сопротивлением и именно там происходит основной спад напряжения.

Как выбрать

Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
Правильность написания названия продукции.
Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
Наличие паспорта и/или инструкции.

Для того, чтобы не ошибиться в при покупке амперметра, очень важно знать о его параметрах и конструкции. В противном случае есть большой риск приобрести подделку.

что измеряют и как ими пользоваться? Схемы подключения и принцип работы. Класс точности стрелочных, щитовых и других амперметров

Очень часто нам по различным причинам требуется осуществить измерить определенный параметр или характеристику в какой-то электрической цепи – дома, на работе или в автомобиле. Если речь идет о силе тока, то для вычисления данной характеристики требуется использовать специальное устройство, которое имеет название амперметр. Оно называет так, по причине того, что единицей измерения данной величины является ампер. Попробуем разобраться, что это за прибор, какими они бывают и как правильно их использовать, дабы измеряемый параметр был точным.

Что это и для чего нужен?

Амперметр – прибор, главным назначением которого является замер силы тока в электросетях.

Причем речь идет о токе постоянного и переменного характера. Устройство подключается последовательно к части электроцепи, где осуществляется поверка. Учитывая, что замеряемый ток будет сильно зависеть от сопротивления частей электроцепи, внутреннее сопротивление самого прибора должно быть низким. Это дает возможность существенно уменьшить влияние самого прибора на цепь, что замеряется, и увеличить точность самих показаний.

Обычно шкала прибора содержит такие обозначения, как мкА, мА, а и кА. В зависимости от необходимой точности и измерительного предела и следует выбирать подходящее устройство.

Увеличения силы, которую требуется измерить, можно добиться благодаря включению в электроцепь усилителей магнитного типа, шунтов, а также токовых трансформаторов. Это позволит существенно повысить предел величины измерений.

Устройство и принцип работы

Устройство этого прибора разберем на примере электродинамического амперметра, ведь в разных моделях оно может существенно различаться. Одними из элементов, из которых состоит амперметр, являются катушки – движущаяся и неподвижная, что могут соединяться одна с другой как параллельно, так и последовательно. Токи, идущие по ним, осуществляют взаимодействие, следствием чего становится отклонение подвижной детали. Именно с ней и соединена стрелка прибора, которая и показывает значение токовой силы. При включении в электрические контуры происходит последовательное соединение рассматриваемого прибора с нагрузкой. Если известно, что сила тока очень велика либо напряжение крайне высокое, то соединение осуществляется при помощи трансформатора.

Если говорить о принципе функционирования, то работает устройство по следующей схеме. Параллельно с магнитом постоянного типа на кронштейновой оси монтируется якорь со стрелкой, выполненный из стали. Упомянутый магнит оказывает воздействие на якорь и тем самым придает ему определенные магнитные характеристики. Расположение самого якоря проходит вдоль силовых линий, что также идут вдоль магнита. Это положение якоря соответствует 0 на показательной шкале. Если ток батареи либо генератора проходит через шину, у нее формируется поток магнитного типа. Его силовые линии в зоне нахождения якоря будут перпендикулярны с такими линиями в магните постоянного типа.

Магнитный поток, что формируется током, осуществляет воздействие на якорь, что будет пытаться совершить 90-градусный поворот. Но относительно исходного положения он не сможет этого сделать по причине потока, что образовывается в магните постоянного типа. Именно от типа величины и направления тока, что проходит через шину, и будет зависеть степень взаимодействия 2 потоков магнитного типа. Естественно, что на такую величину будет осуществляться и крен стрелки от ноля по шкале.

А в случае с цифровым аналогом суть будет такова, что аналого-цифровой преобразователь будет трансформировать значение силы тока в замеры цифрового характера, что будут выводиться на экран прибора.

Вывод результатов будет зависеть от частоты процессора, что отвечает за передачу соответствующих данных на дисплей.

Класс точности

Чтобы пользование амперметром было действительно эффективным, следует знать погрешность, с которой он осуществляет измерения. В основные характеристики такого прибора входит понятие «класс точности». Данная величина определяется несколькими погрешностями. А если говорить точнее – их границами. Этот параметр еще часто называют приведенной погрешностью.

Согласно этому критерию амперметры, да и другие измерительные устройства, могут быть следующих классов:

0,05;
0,1;
0,2;
0,5;
1;
1,5;
2,5;
4.

Устройства, что относятся к первым 4 классам называют прецизионными или точными. Их показания будут иметь максимальную точность. А вот приборы, что относятся к другим четырем группам, называют техническими. Если же случилось так, что пометки на устройстве нет, то оно считается внеклассным. Это значит, что его погрешность в измерениях будет даже больше 4%.

В случае с амперметрами классы точности предназначены для понимания границ абсолютной погрешности прибора.

И это не будет гарантией, что в показания не будут внесены коррективы из-за других факторов, среди которых можно назвать частоту переменного тока, действие магнитных полей или температурных перепадов. Отдельно следует сказать, что маркировка амперметров в вопросе классов точности осуществляется согласно ГОСТ.

Обзор видов

Теперь немного расскажем о категориях амперметров, ведь от этого, а также принципа работы будет зависеть точность полученных результатов. Как уже говорилось, есть 2 основные группы устройств:

цифровые;
аналоговые.

Модели из последней категории могут быть:

электродинамические;
электромагнитные;
магнитоэлектрические;
ферродинамические.

Кроме того, рассматриваемые устройства подразделяются по типу замеряемого тока на:

предназначенные для постоянного;
для переменного тока.

Кроме того, есть и иные спецприборы для токозамеров, что применяются в определенных узких сферах и не столь часто, что упомянутые выше. Скажем об упомянутых устройствах чуть подробнее. Аналоговый чаще всего бывает стрелочный. О нем уже говорилось выше. Как говорилось выше и о цифровых аналогах, которые преобразуют входной сигнал в информацию на табло при помощи специального аналого-цифрового преобразователя.

Иногда такой прибор еще называют электронным.

Цифровые устройства все более активно используются в различных сферах жизни. Они довольно невелики, удобны в использовании и отличаются точными измерениями. Кроме того, они мобильны, по причине небольшой массы. Они невосприимчивы к механическим ударам и вибрациям. Они еще и невосприимчивы к расположению в различных плоскостях. Еще одна

категория устройств, о которой нужно сказать – магнитоэлектрические. Принцип действия этой категории основан на взаимодействии поля магнита и движущейся катушки, что располагается в корпусе.

Преимуществами будет малое потребление электрической энергии при работе, высочайшая точность и чувствительность замеров. Такие устройства имеют специальную равномерную градуировку измерительной шкалы. Они предназначены для проведения замеров, где требуется максимально возможная точность. Минусами таких амперметров будет сложность конструкции и наличие катушки, что движется. Такой прибор также может использоваться лишь с током постоянного типа. Несмотря на эти минусы, магнитоэлектрические устройства применяются в разных промышленных сферах.

Второй тип – электромагнитный. Эти аналоги не оснащены перемещающейся катушкой, в отличие от вышеупомянутых устройств. Они сделаны намного проще. В корпусе обычно расположено специальное устройство, а также один либо пара сердечников, смонтированных на оси. Чувствительность таких амперметров будет несколько меньше, чем у вышеупомянутых приборов.

Естественно, что и измерительная точность окажется ниже. Если говорить о сильных сторонах этой категории устройств, то следует назвать главной их универсальность. Они могут применяться, как в электрических цепях с различным типом тока. А это позволяет существенно увеличить сферу его использования.

Третья категория – электродинамические. Они работают благодаря взаимодействию токовых полей, проходящих по катушкам. В конструкции этих устройств присутствуют как неподвижные, так и подвижные части. Они универсальны, ведь могут применяться для замеров как постоянного, так и переменного тока. Минусом можно назвать очень высокую чувствительность, из-за чего на них воздействуют даже на слабые магнитные поля, если они располагаются рядом.

А они могут стать причиной помех. Потому электродинамические амперметры применяются лишь в экранированных местах.

Ферродинамические амперметры – следующая категория. Их эффективность и точность измерений является наиболее высокой среди всех существующих категорий. Магнитные поля, что располагаются неподалеку от прибора, какого-то особого влияния оказывать не будут, из-за чего нет смысла устанавливать какие-то защитные экраны. Такой амперметр будет состоять из трех элементов:

неподвижной катушки;
провода ферромагнитного типа;
сердечника.

Подобная конструкция дает возможность существенно увеличить надежность работы прибора. По этой причине ферродинамические амперметры обычно применяются в оборонной и военной сферах. Плюсами такого амперметра еще будут простота применения, а также удобство применения, высокая измерительная точность.

Еще одна категория рассматриваемых приборов – термоэлектрические. Их используют исключительно для электроцепей с высокой токовой частотой. В корпусе этой группы приборов имеется специальный механизм магнитоэлектрического типа, состоящий из проводки с припаянной термопарой. Когда ток проходит здесь, то осуществляется нагревание проводных жил. Чем больше будет сила тока, тем нагрев будет сильнее. Именно по этому моменту специальная система осуществляется перевод нагревания в токовый показатель.

Тут необходимо еще назвать, что по конструкции и методике транспортировки амперметр может быть:

щитовой, что может крепиться на DIN-рейку в специальном шкафу;
переносной;
стационарный.

Кроме того, они бывают разные и по фазам. Чаще всего на рынке можно встретить однофазный или трехфазный амперметр. Последний, кстати, используется довольно редко. Также в последнее время часто стали продаваться устройства, которые могут заряжаться через специальный порт USB, что позволяет при необходимости найти для них быстро зарядку. Ведь подойдет даже блок питания от мобильного телефона.

Советы по выбору

Немного следует сказать об особенностях, которые позволят выбрать максимально эффективное устройство для определенных нужд. Например, чтобы измерения были максимально точны, следует выбирать устройство с сопротивлением до полуома. Кроме того, будет отлично, если у прибора зажимы контактов будет иметь специальный антикоррозийный слой – так он прослужит дольше. Кроме того, корпус должен быть выполнен из максимально качественных материалов, не иметь повреждений и деформаций, по возможности быть герметичным, чтобы влага не попадала внутрь. Это продлит срок службы устройства и окажет существенное влияние на точность показаний.

Лучше всего приобретать цифровые устройства, которые не имеют таких недостатков, как стрелочные. Еще один совет состоит в том, что ни в коем случае нельзя подключать амперметр в сеть напрямую при отсутствии нагрузки. Иначе он просто сломается. Кроме того, во время проведения измерений нельзя прикасаться к токоведущим частям устройства, которые не имеют изоляции, из-за вероятности удара током. Если имеется механический амперметр, то он полностью должен соответствовать по характеристикам сети, для которой его будут использовать.

Подобные приборы ни в коем случае нельзя бросать или трясти. Это может негативно сказаться на точности данных.

Как пользоваться?

Теперь поговорим о том, какие нужно совершить действия, чтобы правильно воспользоваться амперметром и осуществить измерение показаний. Его следует подключать только между источником электричества и нагрузкой. Кроме того, следует точно знать, какой тип напряжения присутствует в источнике электропитания. Применять нужно только соответствующий амперметр под него, в противном случае он сломается. Если говорить именно об алгоритме действий, то он будет выглядеть так:

сначала выбираем нужный шунт, максимальный ток которого будет меньше, чем замеряемая величина;
амперметр следует подключить к шунтам при помощи специальных гаек, что располагаются на самом устройстве;
подключение прибора следует делать лишь после того, как прибор, что будет измеряться, обесточат;
теперь нужно включить амперметр в электроцепь с шунтом;
следует правильно соединить элементы, дабы была полностью соблюдена полярность, чтобы данные отображались правильно;
включаем электропитание, и проверяем результаты замеров на амперметре.

Следует добавить, что перед началом проведения всех измерений, необходимо проверить исправность амперметра по причине того, что его условия хранения могут быть неправильными. Вследствие это может повыситься погрешность измерений, либо устройство может просто поломаться. Кроме того, ни в коем разе не следует подключаться амперметр в розетку при отсутствии какой-либо нагрузки.

Из-за того, что у него имеется крайне маленькое входное сопротивление, в случае такого подключения он просто поломается.

Возможные неисправности

Главной и наиболее распространенной неполадкой любого рассматриваемого типа прибора являются неверные показатели полученный силы тока. Поэтому во время использования амперметр требуется иногда проверять на возникновение неполадок. Для этого просто необходимо сравнивать его данные с замерами контрольного устройства. Проверяемый прибор следует соединить последовательно с контрольным устройством, аккумулятором и реостатом. Если применяется такая схема, то можно применять устройства КИ 1093 либо ГАРО 531. Если используется последний вариант, то он будет работать в качестве эталонного устройства с шунтом наружного типа. Кнопку переключения типа проверок устанавливают в нужное положение. Если этот процесс осуществляется на автомобиле, то наружный шунт подключается последовательно с амперметром автомобиля.

Тогда следует отсоединить кабель от аккумулятора и в разрыв включить шунт. Как нагрузку можно использовать электрическое оборудование автомобиля. Если амперметр исправен, то расхождение его замеров с цифрами контрольного устройства должно оказаться в допустимых пределах. Если амперметр проверяется на ГАРО 531, то в электроцепь, что будет состоять из аккумулятора, проверяемого прибора и реостата нагрузки требуется последовательно включить наружный шунт. А выводы от него следует присоединить к разъемам 1 и 2. Вместо реостата нагрузки, можно применить нагревательное устройство. Замер величины тока осуществляется по микроамперметру прибора, после чего его результаты сравниваются с результатами проверяемого устройства.

В следующем видео вас ждет расчет шунта для амперметра.

устройство прибора, принцип действия и применение

Амперметр – это прибор для измерения силы тока. Единицей измерения это величины являются амперы. Шкала на этих измерительных приборах нанесена в миллиамперах, килоамперах или просто амперах, в зависимости от величины силы тока в данном случае. Одной из главных мер безопасности является условие, то, что нельзя использовать амперметр, подключенный напрямую к источнику питания, так как это может вызвать короткое замыкание в цепи.

В статье рассмотрена структура амперметра, из чего состоит его устройство, как работает и какие особенности он имеет. Для наглядности, в статье содержатся два видеоролика и один скачиваемый файл по выбранной теме.

Аналоговые амперметры

Приборы для измерения силы тока

Если в каком-либо проводнике течет ток, то он характеризуется такой величиной, как «сила тока». Сила тока в свою очередь характеризуется количеством электронов, которые проходят через поперечное сечение проводника за единицу времени. Но мы все учились в школе и знаем, что электронов в проводнике миллиарды миллиардов и считать количество электронов было бы бессмысленно.

Поэтому ученые вывернулись из этой ситуации и придумали единицу измерения силы тока и назвали ее «Ампер», в честь французского физика-математика Андре Мари Ампера. Что же собой представляет 1 Ампер?

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника.

Шкала амперметра

Если учесть, что заряд одного электрона 1.6х10^-19 , то можно узнать, сколько электронов в 1 Кулоне. А вот для того, чтобы измерять амперы, ученые придумали прибор и назвали его «амперметром».

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно; для увеличения предела измерений – с шунтом или через трансформатор.

Амперметр – это прибор для измерения силы тока в электрической цепи. Любой амперметр рассчитан на измерение токов определенной величины. В электронике в основном оперируют микроАмперами (мкА), миллиАмперами (мА), а также Амперами (А). Следовательно, в зависимости от величины измеряемого тока приборы для измерения силы тока делятся на амперметры (PA1), миллиамперметры (PA2) и микроамперметры (PA3).

двойной вольметр-амперметр

Измерение значений переменного тока

Знать силу тока, проходящую через определенный участок цепи довольно важно. Это помогает рассчитать сечение кабеля и избежать перегрева токопроводящих жил. Эта статья поможет начинающим электрикам разобраться в нюансах работы и подключения измерительного прибора. Но сначала вспомним немного азов из школьной программы.

Как известно, амперметром называется измерительный прибор, позволяющий определить силу постоянного и переменного тока в электрической цепи. В зависимости от планируемой сферы применения, шкалу измерительного устройства градуируют в амперах, микро- или миллиамперах. Для измерений больших величин используется прибор, шкала которого разделена на килоамперы.

Схема цифрового амперметра

Сотые будут соответствовать четвертому дисплею, которого у нас нет, например «03», если мы ищем нуль сверху, ошибка будет больше, например «08». Повторение процесса три раза в лучшем случае должно быть идеальным.

Виды амперметров

При настройке в режиме напряжения достаточно, измерение в режиме амперметра должно быть правильным, принимая во внимание небольшое смещение, обсуждаемое по мере увеличения тока. Такую же настройку можно было бы сделать, но без подключенной нагрузки, тогда было бы проверено, что текущие измерения теперь более точны, но тогда напряжение на нагрузке несколько меньше.

Таблица технических характеристик амперметров различных параметров.

Магнитоэлектрические приборы

Устройства, реагирующие на магнитные явления (магнитоэлектрические) применяют для того, чтобы замерить токи очень маленьких значений в цепях с постоянным током. Внутри них нет ничего лишнего, кроме катушки, подсоединенной к ней стрелки и шкалы с делениями.

Электромагнитные устройства

В отличие от магнитоэлектрических их можно применять и для сетей с переменным током, чаще всего в цепях промышленного назначения с частотой в пятьдесят герц. Электромагнитным амперметром можно пользоваться для замеров в цепях с большой силой тока.

Термоэлектрический тип

Используют для измерения переменного тока с высокой частотой. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Из-за проходящего тока нагревается проводник, и термопара фиксирует величину. Из-за возникающего тепла отклоняется рамка со стрелкой на определенный угол.

Основанные на электродинамике

Можно применять не только для замеров силы постоянного тока, но и переменного. Из-за особенностей прибора, его можно применять в таких сетях, где частота достигает двухсот герц. Электродинамический амперметр используется в основном как контрольный измеритель для проверки приборов.

Они сильно реагируют на сторонние магнитные поля и на перегрузки. Из-за этого в качестве измерителей используются редко.

Ферродинамические приборы

Очень надежные приборы, которые обладают высокой прочностью и мало подвергаются воздействию магнитных полей, возникающих не в приборе. Такого рода амперметры устанавливают в автоматические контролирующие системы как самописцы.

Бывает так, что шкалы прибора недостаточно и необходимо увеличить значения, которые стоит замерить. Чтобы этого достичь используется шунтирование (проводник с высоким сопротивлением присоединяется параллельно прибору). Например, чтобы установить значение силы в сто ампер, а прибор рассчитан всего на десять, то присоединяют шунт, у которого значение сопротивления в девять раз ниже, чем у прибора.

Интересно почитать: Что такое варистор и где его применяют.

Устройство и подключение шунта

Для подключения амперметра используют стандартный шунт, представляющий собой медную пластину, закрепленную на изоляторе из карболита. На медной пластине с каждой стороны имеется по два винта: потенциальные и токовые зажимы. В комплекте идут заводские изделия, имеющие установленное сопротивление и рассчитанные на определенную силу тока.

аналоговый амперметр

Чтобы правильно включить шунт в цепь измерения, придерживайтесь следующего алгоритма:

Выбирать изделие следует с большими показателями предполагаемых значений. Например, если предполагаемая сила тока в проверяемой линии составляет 12–15 A, выбирается изделие, позволяющее проводить замеры до 20 A;
Далее подключаются измерительные провода от амперметра к потенциальным зажимам на медной планке;
Измеряемая линия обесточивается;
Затем отсоедините питающие провода от устройства, на котором нужно проверить потребляемое значение;
Шунт включается в разрыв электрической линии: отсоединенные провода подключаются к токовым зажимам.

Теперь включается питание, и снимаются показания с амперметра. После этого линия опять обесточивается, измеряющее устройство отключается, а соединения восстанавливаются.

Обратите внимание! Полученные показания умножаются на коэффициент, который указывается на изоляционной пластине шунта. Если этот коэффициент не указан, можно самостоятельно рассчитать цену деления прибора. Для этого максимальное значение шкалы умножается на расчетные показатели дополнительной пластины.

Особенности расчета

Если стандартные шунты с заводскими обозначениями отсутствуют, эти значения можно рассчитать самостоятельно, если вместо сопротивления использовать промышленные резисторы. В этом случае поступают следующим образом:

Чтобы расширить диапазон шкалы измерений, параллельно к устройству подсоединяется резистор, через который проходит основная часть тока. При этом через измеряющее устройство проходит незначительная часть, достаточная для замеров;
Следующим шагом определяется максимальное значение тока. Для этого вольтметром, соблюдая полярность, измеряется напряжение на источнике питания. Также определяется общее сопротивление цепи, на которое делится величина напряжения;
Теперь нужно узнать сопротивление обмотки амперметра. Эта величина указывается в паспорте к прибору или измеряется самостоятельно;
Остается рассчитать требуемое сопротивление резистора, используемого в качестве шунта. Для этого максимальный ток умножается на общее сопротивление линии, а полученное значение делится на номинальное напряжение источника питания.

Теперь вы знаете не только как , но и как правильно его подключить в электрическую цепь. Надеемся, что этот материал помог вам выйти из ситуации, когда шкалы измерения прибора не хватает для точных замеров. Мы разобрались, что для этого нужно подключить стандартный шунт или рассчитать его самостоятельно. Для определения значения тока в электрической цепи, применяют специальные приборы – амперметры.

Амперметр включается последовательно в исследуемую цепь, и, в силу крайне малого собственного внутреннего сопротивления, данный измерительный прибор не вносит сколь-нибудь существенных изменений в электрические параметры цепи. Шкала прибора градуирована в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах. Для расширений пределов измерений, амперметр может быть включен в цепь через трансформатор или параллельно шунту, когда лишь малая доля проходит через прибор, а основной ток цепи течет через шунт.

Интересно почитать: что такое клистроны.

Усиление полной шкалы амперметра

Величина силы отталкивания и, следовательно, амплитуда движения иглы зависит от величины тока, протекающего через катушку. Ранее сообщалось, что объем любого инструмента может быть расширен. В случае амперметра для этой цели используется устройство под названием «шунт».

Это позволяет ему проходить только через движущуюся катушку прибора, то ток, который он может терпеть. Шунт формируется сопротивлением давления омического значения ниже, чем показание движущейся катушки прибора, что позволяет пропустить другую часть тока, не допускаемого.

Цифровой амперметр

Для того чтобы по показанию вольтметра определить напряжение на зажимах приемника энергии или генератора, необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре. Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора) с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи).

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”, МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Более подробно об устройстве амперметра и как его использовать рассказано в материале Лабораторная работа по электрическим измерениям. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.go-radio.ru

www.elektrorostov.ru

www.elektro911.ru

www.completerepair.ru

www.electricalschool.info

www.biathlonmordovia.ru

ИнструментарийКак выбрать паяльник для микросхем

ИнструментарийКак подключить амперметр к цепи переменного или постоянного тока

Амперметр – устройство, принцип работы и область применения | Энергофиксик

Амперметр – это измерительный прибор, выполняющий функцию измерения силы тока в цепи в Амперах. При этом каждый прибор рассчитан на измерение конкретной величины. В данном материале я хочу вам рассказать об устройстве данных измерительных приборах и их разновидностях. Итак, начнем.

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры делятся на два больших класса:

1. Аналоговые.

2. Цифровые.

Давайте поговорим об аналоговых измерителях, которые еще также именуются стрелочными:

Аналоговый Амперметр

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Принципиальное устройство амперметра

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Показания амперметра зашкаливают

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется – шунтирующим.

Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше.

Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.

Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

Амперметр класс точности 2.0

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

Цифровой амперметр

Такой тип амперметра представляет собой более сложную конструкцию, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где происходит преобразование силы тока в цифровые данные, отражающиеся на ЖК-дисплее.

Цифровой амперметр

Такие измерители не имеют такого недостатка как инерционность, и скорость выдачи информации напрямую связана с частотными характеристиками установленного процессора. В достаточно дорогих экземплярах частота обновления может составлять 1000 и более обновлений в минуту.

К минусу таких амперметров относят то, что для их нормальной работы требуется отдельное питание. Конечно, есть амперметры, использующие цепи питания сети, но из-за своей дороговизны довольно редки.

Кроме этого измерители подразделяются на амперметры:

– для подсчета постоянного тока.

– для подсчета переменного тока.

Многофункциональный промышленный амперметр

Конечно, в доме отдельно амперметр практически никому не нужен, но если вам нужно измерять силу тока, то лучше всего будет приобрести мультиметр с возможностью измерения постоянного и переменного тока и кучей других полезных функций. Лично я покупал вот здесь.

Это все, что я хотел вам рассказать про амперметры, их устройство и разновидности. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое внимание!

Из чего состоит амперметр и принцип действия этого устройства

В статье подробно рассказывается, что измеряет амперметр. Также подробно со всеми нюансами объясняется, для чего нужен амперметр и как использовать его разновидности. Прилагаются схемы включения и иллюстрации того, из чего состоит амперметр.

ЧТО ТАКОЕ АМПЕРМЕТР

ЧТО ПОКАЗЫВАЕТ АМПЕРМЕТР

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АМПЕРМЕТРОВ РАЗНЫХ КАТЕГОРИЙ

Различные силы и крутящие моменты обязательны в измерении для таких измерительных приборов.

ОТКЛОНЯЮЩИЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (СИЛА)

УПРАВЛЕНИЕ КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ (СИЛОЙ)

ДЕМПФИРУЮЩИЙ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (ДЕМПФИРУЮЩАЯ СИЛА)

Существует несколько видов таких устройств. У каждого амперметра принцип работы отличается.

АМПЕРМЕТР PMMC

АМПЕРМЕТР С ПОДВИЖНОЙ КАТУШКОЙ (MI)

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АМПЕРМЕТР

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ АМПЕРМЕТР

ГДЕ И КАК ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Устройство амперметра зависит непосредственно от модели и производителя.

Помимо классического типа устройства, существует также цифровой.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

На примере модели амперметра M42100 рассмотрены средние характеристики.

Диапазон измерений: от 5 мА до 15 А (при непосредственном способе включения).
От 15 А до 6000 А (при способе включения с наружным шунтом на 75 мВ).
Рабочая температура: -50 до +60 градусов
Размеры: 80х80 мм (вырез в щите 77.5 мм).
Класс точности: 1.5.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ АМПЕРМЕТР

При подключении амперметра важно придерживаться последовательности действий и техники безопасности.

КАК ВЫБРАТЬ

Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
Правильность написания названия продукции.
Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
Наличие паспорта и/или инструкции.

Из чего состоит амперметр. Последние события

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. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале – 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения.

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). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

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

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

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

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.

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

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.

§ 72. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА. РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЕРМЕТРА

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Если сопротивление амперметра r а = 0,15 ом, то сопротивление шунта

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

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

Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров.

В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров.

В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно. Между этими полюсами расположен неподвижный стальной сердечник так, что в воздушном кольцеобразном зазоре между сердечником и полюсными наконечниками магнита формируется .

В зазор вставлена подвижная алюминиевая рамка, на которую очень тонким проводом намотана катушка. Рамка закреплена на полуосях, и может поворачиваться вместе с катушкой. К рамке спиральными пружинами прикреплена стрелка прибора. Через пружины к катушке подводится ток.

Когда по проводу катушки проходит ток I, то, поскольку катушка помещена в магнитное поле, и ток в ее проводниках течет пересекая перпендикулярно магнитные силовые линии в зазоре, на нее будет действовать вращающая сила со стороны магнитного поля. Электромагнитная сила создаст вращающий момент М, и катушка вместе с рамкой и стрелкой станет поворачиваться на некоторый угол α.

Поскольку индукция магнитного поля в зазоре неизменна (магнит постоянный), то вращающий момент будет всегда пропорционален именно току в катушке, и величина его будет зависеть от тока и от неизменных конструктивных параметров данного конкретного прибора (с1). Этот момент будет равен:

Препятствующий повороту рамки момент противодействия, возникающий из-за наличия пружин, окажется пропорционален углу закручивания пружин, то есть углу поворота стрелки, связанной с подвижной частью:

Таким образом, поворот будет продолжаться до тех пор, пока момент М, создаваемый током в рамке не окажется равным моменту противодействия Мпр от пружин, то есть пока не наступит равновесие. В этот момент стрелка остановится:

Очевидно, угол закручивания пружин будет пропорционален току рамки (и измеряемому току), по этой причине приборы магнитоэлектрической системы обладают равномерной шкалой. Коэффициент пропорциональности k между углом поворота стрелки и единицей измеряемого тока называется чувствительностью прибора.

Обратная величина именуется ценой деления или постоянной прибора. Значение измеренной величины определяется как произведение цены деления на .

Чтобы избежать мешающих колебаний подвижной рамки при переходах стрелки от одного ее положения к другому, в данных приборах применяют магнитно-индукционные или воздушные демпферы.

Магнитно-индукционный демпфер представляет собой пластину из алюминия, которая закреплена на поворотной оси прибора, и всегда движется вместе со стрелкой в поле постоянного магнита. Возникающие вихревые токи тормозят катушку. Суть в том, что по правилу Ленца, вихревые токи а пластине, взаимодействуя с порождающим их магнитным полем постоянного магнита, препятствуют движению пластины, и колебания стрелки быстро затухают. Роль такого магнитно-индукционного демпфера и выполняет алюминиевый каркас, на который намотана катушка.

При повороте рамки, магнитный поток от постоянного магнита, пронизывающий алюминиевый каркас, изменяется, а значит в алюминиевом каркасе индуцируются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита оказывают тормозящее действие, и колебания стрелки прекращаются.

Воздушные демпферы магнитоэлектрических приборов представляют собой цилиндрические камеры с помещенными внутри поршнями, связанными с подвижными системами приборов. Когда подвижная часть приходит в движение, поршень в форме крыла тормозится в камере, и колебания стрелки затухают.

Для достижения нужной точности измерений, прибор не должен быть подвержен влиянию силы тяжести в процессе измерения, а отклонение стрелки должно быть связано лишь с вращающим моментом, возникающим при взаимодействии тока катушки с магнитным полем постоянного магнита и с торможением рамки пружинами.

Чтобы исключить вредное влияние силы тяжести и избежать связанных с ним погрешностей, к подвижной части прибора добавляют противовесы в виде грузиков, перемещающихся на стержнях.

Для снижения трения стальные наконечники выполняются из отполированной износостойкой стали или из вольфрамо-молибденового сплава, а подпятники изготавливают из твердого минерала (агат, корунд, рубин и т. д.). Зазор между наконечником и подпятником настраивают при помощи стопорного винта.

Для точной установки стрелки в нулевое исходное положение, прибор оснащается корректором. Корректором в стрелочном приборе служит винт, выведенный наружу, и соединенный поводком с пружиной. При помощи винта можно передвигать немного спираль на оси, регулируя таким образом исходное положение стрелки.

Большинство современных приборов имеют подвижную часть, подвешенную на паре растяжек в виде упругих металлических лент, служащих для подачи тока на катушку, и создающих противодействующий момент. Растяжки соединены с парой плоских пружин, расположенных взаимно перпендикулярно.

Справедливости ради отметим, что кроме классического механизма, рассмотренного выше, встречаются также и приборы с магнитами не только п-образной формы, но и с цилиндрическими магнитами, и с магнитами в форме призм, и даже с внутрирамочными магнитами, которые сами могут быть подвижными.

Для измерения тока или напряжения, магнитоэлектрический прибор включают в цепь постоянного тока по схеме амперметра или вольтметра, разница лишь в сопротивлении катушки и в схеме включения прибора в цепь. Разумеется через катушку прибора не должен проходить весь измеряемый ток при измерении тока, и не должна потребляться большая мощность при измерении напряжения. Для создания надлежащих условий служит добавочный резистор, встроенный в корпус измерительного прибора.

Сопротивление добавочного резистора в схеме вольтметра превосходит сопротивление катушки во много раз, и этот резистор изготовлен из металла с чрезвычайно малым , такого как манганин или константан. Резистор, включаемый параллельно катушке в амперметре, называется шунтом.

Сопротивление шунта напротив во много раз меньше сопротивления измерительной рабочей катушки, поэтому через провод катушки проходит только мизерная доля измеряемого тока, в то время как основной ток течет через шунт. Добавочный резистор и шунт позволяют расширить пределы измерения прибора.

Направление отклонения стрелки прибора зависит от направления тока через измерительную катушку, поэтому при включении прибора в цепь важно правильно соблюсти полярность, иначе стрелка будет двигаться в другую сторону. Соответственно, магнитоэлектрические приборы в каноническом виде непригодны для включения в цепь переменного тока, поскольку стрелка будет просто вибрировать оставаясь на одном месте.

Тем не менее, к достоинствам магнитоэлектрических приборов (амперметров, вольтметров) относятся высокая точность, равномерность шкалы и устойчивость к помехам, порождаемым внешними магнитными полями. К недостаткам – непригодность к измерению переменного тока (чтобы измерить переменный ток, нужно будет его сначала выпрямить), требование к соблюдению полярности и уязвимость тонкой проволоки измерительной катушки к перегрузкам.

Магнитное действие тока используется в электроизмерительных приборах двух типов: магнитоэлектрических и электромагнитных.

В магнитоэлектрическом приборе имеется неподвижный постоянный магнит и подвижная рамка, которая поворачивается под действием силы Ампера, когда в рамке идет ток (рие. 22.30). Спираль на оси рамки противодействует повороту рамки.

Чем больше ток, протекающий по рамке, тем на больший угол она поворачивается. Рамка соёдинена со стрелкой, конец которой перемещается по шкале. Магнитоэлектрические приборы отличаются большой точностью и высокой чувствительностью, но пригодны только для постоянного тока.

В электромагнитном приборе (рис. 22.31) имеется неподвижная катушка К и подвижный сердечник из мягкой стали А, который втягивается в катушку, когда по ней течет ток. Сердечник соединен со стрелкой, конец которой перемешается по шкале, когда сердечник втягивается в катушку. Колебания стрелки при включении прибора в цепь успокаивает воздушный тормоз который называют демпфером. Этот прибор менее точен и чувствителен, чем магнитоэлектрический, но он может применяться в цепях и постоянного, и переменного тока и не боится перегрузок.

Включение любого измерительного прибора не должно заметно изменять режим работы электрической цепи. Например, включение амперметра, так же как и вольтметра, не должно изменять силу тока в цепи.

Заметим, что по своему внутреннему устройству амперметр ничем не отличается от вольтметра, кроме величины сопротивления. Амперметр включается в цепь последовательно, поэтому его сопротивление должно быть как можно меньше. Иначе при его включении сила тока будет заметно уменьшаться. Вольтметр включается в цепь параллельно к тем двум точкам, между которыми он измеряет напряжение, поэтому его сопротивление должно быть как можно больше.

Напряжение между точками А и В (рис. 22.32) равно произведению для одной из ветвей между ними. Если такой ветвью является вольтметр, то Поскольку постоянно, напряжение пропорционально силе тока в вольтметре

Следовательно, вольтметр представляет собой амперметр, на шкале которого нанесены деления, соответствующие произведению силы тока в приборе на сопротивление прибора

Если амперметром, который рассчитан на измерение силы тока не более нужно измерить ток превышающий не больше чем раз, то параллельно амперметру присоединяется шунт (рис. 22.33, а), сопротивление которого должно быть в несколько раз меньше, чем сопротивление амперметра . Из рис. 22.33, а видно, что Так как получаем

Поскольку по условию то имеем откуда

Амперметр

АМПЕРМЕТР

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».

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.

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.

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

Амперметр. Измерение силы тока.

Амперметр

– обзор | Темы ScienceDirect

4.01.4.1 Окислительно-восстановительные реакции

Для начала необходимо дать определение некоторым электрохимическим терминам. Во-первых, процесс «окисления» определяется как добавление кислорода или удаление водорода из вещества. Процесс «восстановления» – это добавление водорода или удаление кислорода из вещества, то есть процесс, противоположный процессу окисления. Кроме того, процесс окисления не может происходить без соответствующей реакции восстановления. Например,

[1]

В уравнении [1] водород окисляется, то есть кислород добавляется для образования воды, в то время как одновременно кислород восстанавливается, то есть водород добавляется для образования воды.Исходя из этого, кислород действует как «окислитель», а водород действует как «восстановитель».

Однако существует более общая форма окислительно-восстановительной реакции, которую можно дополнительно объяснить с помощью другого примера реакции (см. Уравнение [2]):

[2]

В уравнении [2] ясно, что сероводород является окислителем, то есть удаляет водород с образованием серы; однако, согласно вышеизложенной посылке, должна иметь место сопутствующая реакция восстановления. Следовательно, хлор должен действовать как восстановитель.Альтернативное определение окислительно-восстановительных реакций может быть получено из уравнения [2], если учесть уравнения ионных реакций:

[3] h3S + Cl2⇒2H + Cl− + Sh3S⇒2H ++ S + 2e − окислениеCl2 + 2e − ⇒ 2Cl-восстановление

Из ионных реакций ясно, что реакция окисления происходит как с удалением водорода из сероводорода, так и с «потерей электронов». Точно так же реакция восстановления происходит с «добавлением электронов».

Таким образом, это приводит к более общему определению окислительно-восстановительных реакций и следующей мнемонике, чтобы запомнить это:

Окисление – это удаление электронов из вещества.

Восстановление – это добавление электронов к веществу.

«LEO говорит: GER – Окисление с потерей электронов, уменьшение накопления электронов»

Все такие ионные реакции могут быть реализованы в условиях, когда электрический ток, то есть поток электронов, присутствует во внешней электрической цепи (в отличие от внутренний ток в закрытом стакане скажем). В этих условиях создается «электрохимическая ячейка». Простая реализация этого – базовая электрохимическая ячейка цинк / медь, состоящая из цинкового стержня, помещенного в стакан с раствором его собственных ионов (например, сульфата цинка, ZnSO ₄), и аналогично медный стержень помещается в стакан. собственных ионов (например, сульфат меди, CuSO ₄).Два стакана соединяет «солевой мостик», устройство, используемое для обеспечения ионной (в отличие от электронной) проводимости между двумя «полуячейками». Такое расположение показано на Рис. 27 .

Рисунок 27. Простой электрохимический элемент цинк / медь. http://en.wikipedia.org/wiki/Salt_bridge

Из Рис. 27 обнаружено, что амперметр будет регистрировать ток, поток электронов, от цинкового электрода к медному электроду. Этот ток возникает, когда цинковый электрод медленно растворяется в растворе, а на медный электрод наносятся свежие медные отложения на своей поверхности.Соответствующие окислительно-восстановительные ионные реакции следующие (также известные как «полуэлементные реакции»):

[4] Zn + Cu2 + ⇒Zn2 ++ CuZn⇒Zn2 ++ 2e − окисление − анодCu2 ++ 2e − ⇒Cureduction− катод

Уравнение [4] показывает, что цинк окисляется, в то время как медь восстанавливается, и электроны «теряются» из потока цинка через внешнюю электрическую цепь к медному электроду, где они «добавляются» к ион меди как часть процесса восстановления. В области электрохимии и физики в соответствии с соглашением электрод, на котором происходит окисление, называется «анодом», а электрод, на котором происходит восстановление, называется «катодом».Следовательно, для гальванического элемента (например, батареи или топливного элемента) анодом является отрицательно заряженный электрод (из , рис. 27, и уравнение [4], цинковый электрод «растворяется» до раствора ионов цинка (Zn ^{2). +}) и становится отрицательно заряженным из-за накопления электронов), а катод является положительно заряженным электродом (поскольку ионы меди (Cu ²⁺) в растворе принимают электроны и осаждают медь на поверхности электрода, создавая дефицит электроны (положительный заряд)).

Количество потерянного цинка и добавленного медного покрытия пропорционально количеству электрического заряда (т. Е. Электронов), протекающего между электродами, где количество электрического заряда, Q (кулонов), определяется как

[5] Q = I * t

, где I – ток (в амперах), а t – время (в секундах).

Если электрический ток не может протекать (например, при разрыве электрической цепи через амперметр), то нет ни потери цинка, ни нового покрытия медного электрода, что доказывает, что перенос электронов в уравнениях в [4 ] является неотъемлемой частью окислительно-восстановительного процесса.Если бы амперметр на Рис. 27 был заменен вольтметром, между двумя электродами была бы измерена разность потенциалов (напряжение) 1,1 В.

Альтернативная экспериментальная установка, которая помогает проиллюстрировать работу электрохимической ячейки (E-cell) и определить разность потенциалов ячейки, показана на Рис. 28 .

Рис. 28. Экспериментальная установка для определения потенциала холостого хода E-ячейки.

Батарея 3 В, показанная на Рис. 28 пропускает ток через резистивный провод (RS).Один вывод E-элемента подключен к проводу сопротивления (R), а другой вывод E-элемента подключен к проводу сопротивления через скользящий контакт. Изменяя положение скользящего контакта, к клеммам E-ячейки прикладывается переменный потенциал (напряжение). В положении «2» предполагается, что приложенное напряжение через аккумулятор и резистивный провод точно равно и противоположно разности потенциалов, генерируемой E-элементом, в этой точке амперметр показывает нулевой ток. В этом положении измерение напряжения на E-элементе (напряжение на R2) является прямым измерением потенциала «разомкнутой цепи» элемента.Это характеризуется как потенциал, при котором течет нулевой электронный ток. Для простого цинк-медного E-элемента , рис. 27, , это равно напряжению 1,1 В.

С учетом уравнений в [4] электрохимически это означает, что реакции протекают с точно одинаковой и противоположной скоростью для Например, для каждой молекулы цинка, которая окисляется до Zn ²⁺ и высвобождает два электрона, молекула ионов цинка (Zn ²⁺) объединяется с двумя электронами (2e ^–) с образованием цинка (Zn).Стрелки в уравнениях [6] и [7] указывают на эти «обратимые» реакции, и при разомкнутом контуре эти конкурирующие реакции уравновешены, то есть они находятся в «равновесии».

[6] Zn⇔Zn2 ++ 2e−

[7] Cu2 ++ 2e − ⇔Cu

Если скользящий контакт теперь перемещен в положение «1», амперметр теперь покажет текущий расход от E-cell, и напряжение, измеренное на выводах E-cell, будет < 1,1 В. В этом положении реакция в уравнении [6] будет происходить намного быстрее в прямом (правом) направлении, тем самым высвобождая электроны, которые будет течь от цинковой стороны ячейки через резистивный провод R1 к медной стороне ячейки, как показано в уравнении [8].Это указывает на то, что ячейка больше не находится в равновесии.

[8] Zn⇒Zn2 ++ 2e−

В то же время ионы меди в растворе будут принимать эти электроны и осаждать свежую медную пластину на поверхности медного электрода, согласно уравнению [9]:

[9 ] Cu2 ++ 2e − ⇒Cu

В условиях формул [8] и [9] Е-элемент вырабатывает электрический ток и действует как батарея; то есть электронная ячейка вызывает поток электронов из ячейки и преобразует химическую энергию цинка и меди в электрическую.

И наоборот, если скользящий контакт перемещается в положение «3», амперметр покажет протекание тока от до Е-элемента (от батареи 3 В), и напряжение, измеренное на клеммах Е-элемента, будет> 1,1. V. В этом положении реакция в уравнении [6] будет проходить намного быстрее в обратном (левом) направлении, и ионы цинка из раствора будут объединяться со свободными электронами от подаваемого электрического тока, чтобы осаждать свежий цинк на электроде. поверхность. Это показано в уравнении [10]:

[10] Zn2 ++ 2e − ⇒Zn

Аналогично, реакция медного электрода в уравнении [7] также будет происходить в обратном (левом) направлении, и медный электрод будет постепенно растворяться в солевом растворе, как показано в уравнении [11]:

[11] Cu⇒Cu2 ++ 2e−

Объяснение урока: Амперметры переменного тока

Пример 1: Объяснение того, как переменный ток может привести к a Постоянный ток в амперметре с горячей проволокой

Проволока из сплава платины и иридия в амперметре с горячей проволокой расширяется и сжимается когда его температура понижается.Температура провода зависит от силы тока в проводе. Горячая проволока Амперметр, использующий такой провод, будет давать постоянные показания переменного тока с определенным пиковым значением. Что из следующего наиболее правильно объясняет, как переменный ток с частотой 50 Гц в проводе может производить постоянное показание амперметра термоэлектрического провода?

Частота, при которой проволока может подвергаться циклу расширения и сжатия, намного меньше, чем частота переменного тока, поэтому расширение провода соответствует действующему значению тока.
Проволока расширяется при повышении температуры намного быстрее, чем сжимается при понижении температуры, поэтому температура проволоки никогда не снижается в течение достаточного времени, чтобы заметно сжаться.
Провод нагревает другие механические компоненты термоэлектрического амперметра. Расширение и сжатие этих компонентов не совпадают по фазе друг с другом, поэтому показания амперметра остаются постоянными.

Ответ

Расширение платино-иридиевого провода зависит от количества заряда, протекающего через него.Чем сильнее ток, чем больше температура проволоки увеличивается из-за сопротивления протекающему заряду, и тем больше проволока расширяется.

Несмотря на то, что рассеиваемая электрическая энергия постоянно увеличивает температуру провода, длина провода не увеличивается. без ограничений.

Чем больше температура провода превышает температуру окружающей среды, тем выше скорость, с которой провод радиационно нагревает свое окружение.

При определенной температуре тенденция к повышению температуры провода из-за рассеивания электрической энергии и ее тенденция к уменьшению из-за нагрева проволоки вокруг себя.

При этой температуре скорости передачи энергии к проводу и от него равны. Таким образом, проволока поддерживает эту температуру, в этот момент проволока находится в тепловом равновесии.

Провод при постоянной температуре сохраняет постоянную длину. Это обеспечивает стабильное считывание тока.

В этом примере нам говорят, что температура провода зависит от тока в нем.

Ток меняется с частотой 50 Гц или 50 циклов каждые второй.Один из таких циклов изображен ниже.

Независимо от того, положительный или отрицательный ток, во всех точках, где ток не равен нулю, рассеиваемая энергия имеет тенденцию к увеличению температуру провода, увеличивая его длину.

Учтите, что длина провода никогда не уменьшится. Скорее, он будет увеличиваться, пока не достигнет длины, которую имел бы, если бы по нему протекал постоянный ток той же величины, что и действующее значение переменного тока. Когда это происходит, скорости передачи энергии к проводу и от провода равны.

Вариант B утверждает, что, помимо расширения из-за повышения температуры, провод также сжимается, если его температура снижается. Однако мы установили, что температура проволоки никогда не снижается, поэтому вариант B не может быть правильным.

Вариант C описывает нагрев других механических компонентов амперметра, таких как струна, пружина и шкив.

В частности, утверждается, что эти компоненты расширяются и сжимаются таким скоординированным образом, что система в целом достигает состояния равновесия.

Амперметры переменного тока, однако, не учитывают это свойство. Интуитивно этого можно было ожидать что нагрев или охлаждение механических частей амперметра заставит их расширяться или сжиматься в унисон, предотвращая постоянное чтение.

Наиболее правильное объяснение способности амперметра обеспечивать постоянные показания для переменного тока при 50 Гц – вариант A.

4.10 Вольтметры и амперметры постоянного тока – Douglas College Physics 1207 Зима 2020

Сводка

Объясните, почему вольтметр нужно 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. Рис. 1.) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Рис. 1. 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, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температура двигателя.(Фото: Кристиан Гирсинг)

вольтметра подключаются параллельно к любому устройству, которое необходимо измерить. Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 2, где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 3, где амперметр обозначен символом A.)

Рис. 2. (a) Для измерения разности 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 его внутреннего сопротивления, r . (b) Используемый цифровой вольтметр. (предоставлено Messtechniker, Wikimedia Commons) Рис. 3. Амперметр (A) включен последовательно для измерения тока.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, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые счетчики имеют стрелку, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков , которые имеют числовые показания, аналогичные ручному калькулятору.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром , обозначенное буквой G. Ток, протекающий через гальванометр I _G , 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 ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки, когда через него протекает 50 мкА, , считывает половину шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение V = IR = ( 50 мкА, ) (25 Ом) = 1,25 мВ дает 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 вольтметр

На рисунке 4 показано, как гальванометр можно использовать в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением, R Значение сопротивления R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр 25 Ом с чувствительностью 50 мкА, . Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА .Общее сопротивление должно быть

R настолько велико, что сопротивление гальванометра, r , почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение в половину шкалы, создавая ток 25 мкА через измеритель, и поэтому Показание вольтметра пропорционально желаемому напряжению.

Этот вольтметр не годится для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет небольшим и его трудно будет точно прочитать.Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром. У многих метров есть выбор шкалы. Этот выбор включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Рис. 4. Большое сопротивление R , включенное последовательно с гальванометром G, дает вольтметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должно быть R .(Обратите внимание, что r представляет внутреннее сопротивление гальванометра.)

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением , как показано на рисунке 5. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, позволяя амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что необходим амперметр, который дает полное отклонение для 1,0 А и содержит тот же гальванометр 25 мкА с его чувствительностью 50 мкА, . Поскольку R и R включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти IR капли имеют вид IR = I _g r , так что. Решив для R и отметив, что I _G – это 50 мкА и I – 0.999950 А, у нас

Рис. 5. Небольшой шунтирующий резистор R , помещенный параллельно гальванометру G, дает амперметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R . Большая часть тока ( I ), протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра.(Обратите внимание, что r представляет внутреннее сопротивление гальванометра.) Амперметры также могут иметь несколько шкал для большей гибкости в применении. Различные масштабы достигаются путем переключения различных шунтирующих сопротивлений параллельно гальванометру – чем больше максимальный измеряемый ток, тем меньше должно быть шунтирующее сопротивление.

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему.В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния 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 цепь это не оказывает заметного влияния. (См. Рис. 6 (а).) (Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на цепь. (См. Рисунок 6 (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

Рис. 6. (a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем устройство ( R _Voltmeter >> R ), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и устройство, и не оказывает заметного влияния измеряемая цепь.(b) Здесь вольтметр имеет такое же сопротивление, что и устройство ( R, _Voltmeter, около R ), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно.(См. Рисунок 7 (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, а ток в ветви измеряется уменьшается. (См. Рисунок 7 (b).)

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

Рис. 7. (a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается. 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.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измеряемым цепям, является использование 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 неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности измерителя.

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 знания о системе – 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 главы 21.5 “Нулевые измерения”. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности одной доли 10 ⁶ .

Проверьте свое понимание

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

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

Стимулируйте нейрон и следите за тем, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона. Прямая ссылка: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_en.html

Рисунок 8.Комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
Вольтметр помещается 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

1: Почему не следует подключать амперметр напрямую к источнику напряжения, как показано на рисунке 9? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Рис. 9.

2: 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 измеритель в режим амперметра?

3: Укажите точки, к которым можно подключить вольтметр для измерения следующих разностей потенциалов на Рисунке 10: (a) разность потенциалов источника напряжения; (b) разность потенциалов на R ₁ ; (c) по R ₂ ; (г) по R ₃ ; (e) через R ₂ и R ₃ .Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Рис. 10.

4: Для измерения токов на рис. 10 замените провод между двумя точками на амперметр. Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) ток, протекающий через R ₁ ; (c) через R ₂ ; (d) через R ₃ . Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Проблемные упражнения

1: Какова чувствительность гальванометра (то есть, какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 1,00 МОм на шкале 30,0 В?

2: Какова чувствительность гальванометра (то есть, какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 25,0 – Ом на шкале 100 В?

3: Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с 25.0 – Ом гальванометр с чувствительностью 50 мкА, (такой же, как тот, что обсуждается в тексте), чтобы можно было использовать его в качестве вольтметра с показаниями полной шкалы 0,100 В.

4: Найдите сопротивление, которое должно быть подключено последовательно с гальванометром 525 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с Полномасштабное считывание 3000 В. Включите принципиальную схему в свое решение.

5: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 25 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с 10.0-Полномасштабное чтение. Включите принципиальную схему в свое решение.

6: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 25 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с Полномасштабное показание 300 мА.

7: Найдите сопротивление, которое должно быть подключено последовательно с гальванометром 10,0 Ом , имеющим чувствительность 100 мкА , чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с: (a) показаниями полной шкалы 300 В. , и (b) полномасштабное показание 0,300 В.

8: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 10 мкА , имеющим чувствительность 100 мкА , чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с: (a) показанием полной шкалы 20,0-А , и (b) показание полной шкалы 100 мА.

9: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента на 1,585 В с внутренним сопротивлением 0,100 Ом , поместив вольтметр 1,00 – k Ом на его клеммы. (См. Рис. 11.) (а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Рис. 11.

10: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах литиевого элемента на 3.200 В, имеющего внутреннее сопротивление 5.00 Ом , поместив на его клеммы вольтметр 1,00 – k Ом . а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

11: Определенный амперметр имеет сопротивление 5,00 x 10 ^-5 Ом по шкале 3,00 А и содержит гальванометр 10,0 Ом . Какая чувствительность у гальванометра?

12: Вольтметр 1,00 M Ω устанавливается параллельно с 75.0 – резистор Ом кОм в цепи. (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. б) Каково сопротивление комбинации? (c) Если напряжение на комбинации остается таким же, как и только на резисторе 75,0 – k Ом , каков процент увеличения тока? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как через только резистор 75,0 – k Ом , каков процент уменьшения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

13: Амперметр 0,0200 Ом включен в цепь последовательно с резистором 10,00 Ом . (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. (b) Рассчитайте сопротивление комбинации. (c) Если напряжение в комбинации остается таким же, как и только через резистор 10,00 Ом , каков процент уменьшения тока? (d) Если ток остается таким же, как через только резистор 10,00 – Ом , то каков процент увеличения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

14: Необоснованные результаты

Предположим, у вас есть гальванометр 40,0 Ом с чувствительностью 25,0 – мкА . (a) Какое сопротивление вы бы включили последовательно, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным отклонением на 0, 500 мВ ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

15: Необоснованные результаты

(a) Какое сопротивление вы бы поставили параллельно с 40.0 Ом гальванометр , имеющий чувствительность 25 мкА, , что позволяет использовать его в качестве амперметра с полным отклонением для 10 мкА ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

Глоссарий

вольтметр: прибор для измерения напряжения

амперметр: прибор для измерения силы тока

аналоговый счетчик: Измерительный прибор, дающий показания в виде движения стрелки над отмеченным датчиком

цифровой счетчик: Измерительный прибор, выдающий показания в цифровом виде

гальванометр: аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на токопроводящий провод

чувствительность по току: максимальный ток, который может считывать гальванометр

полный прогиб: максимальное отклонение стрелки гальванометра, также известное как чувствительность по току; гальванометр с полным отклонением 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него 50 мкА

шунтирующее сопротивление: – небольшое сопротивление IR , помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R ; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра

Решения

Проверьте свое понимание

1: Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые, 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. Рис. 2 и рис. 3 и их обсуждение в тексте.

Проблемные упражнения

1: 30 мкА

3: 1,98 к Ом

5: 1,25 x 10 ^-4 Ом

7: (a) 3,00 M Ом. (б) 2,99 кОм Ом

9: (а) 1.58 мА (б) 1,5848 В (нужно четыре цифры, чтобы увидеть разницу)

11: 15 мкА

13: (а)

Рисунок 12.

(б) 10,02 Ом

(d) 1,002, или 2,0 x 10 ^-1 процентов

(e) Не имеет значения.

15: (а) -66.7 Ом. (b) У вас не может быть отрицательного сопротивления.

(c) Неоправданно, что I _G больше, чем I _всего (см. Рисунок 5). Вы не можете добиться полного отклонения, используя ток, меньший, чем чувствительность гальванометра.

Измерение электрических токов | IOPSpark

Электрическая цепь

Электричество и магнетизм

Измеритель электрического тока

Повествование о физике для 11-14

Ток – это расход заряда

Электрический ток состоит из движущихся заряженных частиц.Итак, заряженные частицы движутся по кругу.

Чтобы разобраться в электрических цепях, вам нужно смоделировать поведение токов в цепях. Теперь мы рассмотрим, как можно измерить электрические токи и как мы можем разобраться в этих измерениях.

Электрический ток в одной части цепи измеряется амперметром, который дает значение в амперах.

Для проведения измерения в цепи делается зазор, и в этот зазор включается амперметр, так что заряженные частицы, движущиеся по цепи, должны проходить через измеритель.

Поскольку амперметр подключается непосредственно к цепи, он должен иметь низкое сопротивление, чтобы не уменьшать поток заряда, который он используется для измерения.

Увеличение тока

Что на самом деле измеряет амперметр, когда он включен в цепь? Вы можете представить себе работу амперметра как подсчет зарядов по мере их прохождения через прибор, чтобы увидеть, сколько зарядов проходит каждую секунду. Количество заряда, проходящего в секунду, является мерой электрического тока:

Количество заряженных частиц, проходящих в секунду: большой ток

Мало заряженных частиц проходит в секунду: небольшой ток

Мы можем уточнить это до электрический ток = количество заряда, проходящего в секунду .

Это эквивалентно электрическому току = скорости потока заряда .

Более формально, возможно:

ток = зарядка

Вы можете записать это символами:

I = Q т

Где I – текущий; Q – заряд; t – время, за которое течет заряд (длительность).

Вы также можете записать все отношения с помощью единиц:

ток, измеренный в амперах = заряд, измеренный в кулонах, время, измеренное в секундах

Для увеличения величины электрического тока,

Либо нужно привести в движение больше заряженных частиц (изменить материал или толщину проволоки),
Или нужно заставить заряженные частицы быстрее перемещаться по цепи.

Оба эти действия приводят к тому, что через любую точку цепи каждую секунду проходит больше заряда, и это больший электрический ток. В эпизоде 02 вы увидите, как можно увеличить электрический ток.

Ампер: мера электрического тока, который представляет собой скорость протекания заряда

Когда амперметр используется для измерения силы электрического тока, показания счетчика выражаются в единицах ампер. Включите амперметр в цепь последовательно, чтобы не было разветвлений: ток в проводах будет таким же, как и в амперметре.

Постоянный электрический ток в 1,0 ампер означает, что в секунду проходит один кулон заряда.

Что это значит? Сколько электронов составляют заряд на один кулон? Поскольку заряд одного электрона составляет 1,6 × 10 ^-19 кулонов, то в одном кулонах должно быть около 6 × 10 ¹⁸ электронов (6 миллионов, миллионов, миллионов!).

Думая об электрических токах в проводах, хорошая мысленная картина – это огромное количество электронов, дрейфующих по цепи с довольно умеренной скоростью!

Единицей измерения электрического тока является ампер.

Обозначение ампера: A

Независимо от проводника, независимо от заряда, связь между током и накопленным количеством прошедшего заряда универсальна.

Что такое амперметр | Принцип работы амперметра | Типы амперметра

Как мы все знаем, амперметр – это электронное устройство, используемое для измерения токов, поэтому оно подключается к системе измерения.Точно так же амперметр – это не что иное, как измерение в амперах. Ампер – это не единица измерения тока. Этот измеритель используется для измерения силы тока.

Обычно существует два типа мощности: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Переменный ток преобразует ток в равные промежутки времени, в то время как постоянный ток течет в одном направлении.

В сегодняшней статье мы увидим принцип работы амперметра, его типы и многое другое.

Также читайте: Компоненты электрических подстанций и их работа

Что такое амперметр?

Определение: Инструмент или устройство, используемое для измерения тока, протекающего в электрической цепи. Такой прибор называется амперметром. Текущая единица СИ – амперы. Он также известен как амперметр или амперметр, поскольку он измеряет ток. Внутреннее сопротивление этого устройства обычно равно «0», что также практически правильно, поскольку оно имеет небольшое внутреннее сопротивление.

Диапазон измерения этого прибора в основном зависит от значения сопротивления.

Цифра амперметра следующая:

Также читайте: Разница между автоматическим выключателем и изолятором

Принцип работы амперметра:

Принцип работы амперметра зависит от протекающего тока и его сопротивления. Внутри амперметра используется очень маленький импеданс, так как он должен понижать наименьшее количество приложенного к нему напряжения.Амперметр подключен к серии цепей, так как ток в последовательной цепи одинаков.

Основная функция этого прибора – измерение силы тока с помощью набора катушек. Внутри этой катушки очень мало сопротивления и индуктивной реакции.

Также читайте: Что такое заземление и типы заземления

Типы амперметров:

Амперметр делится на 6 частей в зависимости от области применения:

Sr.№	Типы амперметров
# 1	Перемещение катушки
№ 2	Электродинамический
№ 3	Механический утюг
# 4	Амперметр цифровой
# 5	Hotwire
# 6	Интеграция

№1. Перемещение катушки:

Этот тип измерителя используется для измерения мощности как переменного, так и постоянного тока.В этом устройстве используется магнитное отклонение, при котором ток течет с помощью катушки, вращающейся в магнитном поле. Катушка в этом устройстве свободно вращается между полюсами постоянного магнита.

№ 2. Электродинамический:

Электродинамический амперметр состоит из вращающейся катушки, которая вращается в поле, создаваемом с помощью неподвижной катушки. С помощью этого прибора мощность переменного и постоянного тока может быть измерена с точностью от 0,1 до 0,25%. Это более надежно по сравнению с вращающейся катушкой и фиксированной катушкой.Калибровка этого устройства одинакова для переменного и постоянного тока.

№ 3. Железо:

Амперметры с подвижным железом используются для расчета мощности и напряжений переменного тока. Эта система состоит из кусков мягкого железа, специально сделанных в виде подвижной системы, на которые действует фиксированная электромагнитная сила катушки, сделанная из проволоки. Устройства этого типа делятся на две части: отталкивание и притяжение.

В этом устройстве используются различные компоненты, такие как катушка подвижного элемента, управление, демпфирование и отражающий момент.

№ 4. Цифровой Амперметр:

Этот тип устройства используется для измерения силы тока в амперах, значение которого отображается на дисплее. В его конструкцию включен шунтирующий резистор для создания калиброванного напряжения такого устройства. Что пропорционально текущему потоку.

Это устройство предоставляет информацию о нагрузке и непрерывности в цепи тока, чтобы помочь заказчику преодолеть переменные нагрузки и тенденции.

№ 5.Hotwire:

Используется для нагрева и растягивания провода с помощью источника переменного и постоянного тока. Это известно как горячая проволока. Принцип его работы заключается в том, что он удлиняет провод, создавая эффект тепла от источника тока. Это позволяет использовать потоки переменного и постоянного тока.

Также читайте: Что такое понижающий трансформатор | Строительство | Принцип работы и его применение

Схема амперметра:

Конструкция амперметра возможна как последовательным, так и шунтирующим образом. На рисунке ниже вы можете увидеть измеритель, изготовленный как в последовательном, так и в параллельном исполнении, о которых мы поговорим подробно.

Прежде всего, поговорим о сериале.

Прежде всего, давайте поговорим о серии. Когда этот счетчик подключен последовательно, весь ток цепи проходит через него. Таким образом, потребление энергии связано с его внутренним сопротивлением и параметром тока в этом счетчике. В этой цепи используется низкое сопротивление, поэтому падение напряжения в цепи невелико.

Сопротивление в параллельной цепи амперметра поддерживается на низком уровне, так что полный ток будет течь из амперметра и падать на устройство с низким напряжением.Когда через это устройство проходит большой ток из цепи, его внутренняя цепь может быть повреждена. Сопротивление шунта подключается параллельно эмиттеру, чтобы избежать проблемы с высоким током.

Если через цепь проходит большой ток, то основной ток проходит через это шунтирующее сопротивление. Это сопротивление не является препятствием для работы устройства.

Применение амперметра:

Применение амперметра следующее:

Сила тока в большом здании используется для измерения силы тока, чтобы поток не увеличивался или уменьшался.
Используется для проверки работоспособности устройств на производственных предприятиях и в приборостроительных компаниях.
Применение этого устройства будет от школ до промышленных предприятий.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение –

Амперметр, показанный на рисунке, состоит из 480 Омега класса 12 по физике CBSE

. Подсказка: Нам дано, что два сопротивления расположены параллельно, где сопротивление $ 20 \ Omega $ является шунтом.Таким образом, мы можем рассчитать полное сопротивление в цепи, подключенной к амперметру, и эквивалентное сопротивление будет равно сопротивлению, включенному последовательно с $ 140,8 \ Omega $. Теперь, поскольку ЭДС батареи составляет 20 В, используя это, мы можем найти полный ток в цепи, имеющей эквивалентное сопротивление. Этот полный ток является показанием амперметра.

Используемая формула: В этом вопросе мы будем использовать следующую формулу:
$ {R_ {eq}} = {R_1} + {R_2} + {R_3} +…. $, где $ {R_ {eq}} $ – эквивалентное сопротивление при последовательном подключении сопротивлений.
$ \ dfrac {1} {{{R_ {eq}}}} = \ dfrac {1} {{{R_1}}} + \ dfrac {1} {{{R_2}}} + \ dfrac {1} { {{R_3}}} + …. $, где $ {R_ {eq}} $ – эквивалентное сопротивление, когда сопротивления включены в параллельную цепь, и $ I = \ dfrac {V} {R} $, где $ I $ – это ток в цепи, а $ V $ – ЭДС вызова, помещенного в цепь.

Полное пошаговое решение:
Нам дано, что показанный на рисунке амперметр состоит из катушки и шунтирующего сопротивления.Амперметр выглядит так:

Значит, сопротивления $ 20 \ Omega $ и $ 480 \ Omega $, подключенные к амперметру, параллельны, поэтому общее сопротивление можно определить по формуле:
$ \ dfrac {1} {{{R_ {eq}}}} = \ dfrac {1} {{{R_1}}} + \ dfrac {1} {{{R_2}}} + \ dfrac {1} {{{R_3}}} + …. $
Теперь здесь мы можем положить $ {R_1} = 20 \ Omega $ и $ {R_2} = 480 \ Omega $. Следовательно, получаем
$ \ dfrac {1} {{{R_ {eq1}}}} = \ dfrac {1} {{20}} + \ dfrac {1} {{480}} $
Теперь беря LCM в знаменатель, получаем
$ \ dfrac {1} {{{R_ {eq1}}}} = \ dfrac {{24 + 1}} {{480}} $
Итак, взяв обратную величину, мы получаем
$ {R_ {eq1}} = \ dfrac {{480}} {{25}} $
Эквивалентное сопротивление: $ {R_ {eq1}} = 19.2 \ Omega $
Следовательно, в полной схеме сопротивление $ 140,8 \ Omega $ включено последовательно с эквивалентным сопротивлением на амперметре.
Итак, чтобы найти эквивалентное сопротивление, мы используем формулу:
$ {R_ {eq}} = {R_1} + {R_2} + {R_3} + …. $
Где значения $ {R_1} = 140,8 \ Omega $ и $ {R_2} = 19,2 \ Omega $
Следовательно, мы получаем эквивалентное сопротивление как
$ {R_ {eq}} = 140,8 + 19,2 $
Складывая, мы получаем сопротивление
$ {R_ {eq}} = 160 \ Omega $
Теперь в данной схеме ЭДС ячейки составляет, $ 20V $.Таким образом, ток в цепи можно определить из закона Ома как,
$ I = \ dfrac {V} {R} $
Подставляя значения, которые мы получаем,
$ I = \ dfrac {{20}} {{160 }} A
$ Делением мы получаем
$ I = 0,125A $
Следовательно, показание амперметра будет, $ 0,125A $
Следовательно, правильным вариантом является вариант (A) $ 0,125A. $.

Примечание:
Сопротивление шунта в рассматриваемом вопросе, подключенное параллельно амперметру, представляет собой цепь с низким сопротивлением, которая подводится к.Он всегда подключается параллельно амперметру, иногда он встроен внутри прибора, а иногда подключается снаружи вне цепи.

В схеме, показанной ниже, амперметр состоит из гальванометр, с сопротивлением Rg = 100 …

I1 Предположим, что ток, измеряемый амперметром, настолько велик, что гальванометр отклоняется …

I1 Предположим, что ток, который должен измеряться амперметром, настолько велик, что гальванометр, отклоняемый током, будет зафиксирован при максимальном показании.Эту проблему можно решить, используя шунтирующий резистор (рис. 27-45). Покажите, что при наличии шунтирующего резистора (сопротивление R,) ток I выражается в виде уменьшенного тока lG, протекающего через гальванометр, по формуле IIG [1 + (RG / R,)], где RG – сопротивление …

Предположим, что амперметр, который вы используете при анализе цепей, изготовлен из гальванометра с …

Предположим, что амперметр, который вы используете при анализе цепей, изготовлен из гальванометра с сопротивлением 70 Ом и шунта резистор.Гальванометр показывает максимальное значение при токе 0,002 А. через это. Амперметр, однако, может показывать максимальное значение 3,0. A. Определите номинал шунтирующего резистора.

Часть A Гальванометр с сопротивлением 20,0 12 имеет шунтирующее сопротивление 1,00 Н2.

Часть A Гальванометр с сопротивлением 20,0 12 имеет шунтирующее сопротивление 1,00 Н2, установленное для преобразования его в амперметр. Затем он используется для измерения тока в цепи, состоящей из 15.0 12 резистор, подключенный к клеммам батареи 25,0 В, не имеющей заметного внутреннего сопротивления. Какой ток измеряет амперметр? IVO AQ – 2? Отправить запрос Ответ Часть B Каким должен быть истинный ток в цепи (что …

В схеме, показанной на (Рисунок 1), резистор 6,0 Ом является потребляя энергию при …

В схеме, показанной на (Рисунок 1), резистор 6,0 Ом является потребляя энергию со скоростью 25,0 Дж / с, когда ток через него течет, как показано А) Найдите ток через амперметр А. Б) Какова полярность и ЭДС E аккумулятора, если в нем незначительное внутреннее сопротивление? 20.0 Ом 17 Ом 2 6,0 Ом 20,0 Ом 19 25 В 3,0 Ом 13 1,0 Ом

Катушка с проволокой в гальванометре имеет сопротивление RC = 75,0 Ом. …

Катушка с проволокой в гальванометре имеет сопротивление RC = 75,0 Ом. Гальванометр показывает отклонение на полную шкалу при токе через него 0.200 мА. А резистор подключен последовательно с этой комбинацией, чтобы изготовить вольтметр. Вольтметр должен иметь полную шкалу. отклонение при измерении разности потенциалов 14.0 В. Какое сопротивление у этого резистора?

Гальванометр имеет внутреннее сопротивление 100 Ом. и отклоняет полная шкала при 2,00 мА. Резистор какого размера надо добавить …

Гальванометр имеет внутреннее сопротивление 100 Ом. и отклоняет полная шкала при 2,00 мА. Резистор какого размера следует добавить в гальванометр, чтобы преобразовать его в миллиамперметр, способный считывать до 4,00 мА, и как этот резистор должен быть подключен к гальванометр? Отвечать а. 75,0? параллельно с гальванометром б.50,0? параллельно с гальванометром c. 50,0? последовательно с гальванометром d. 100? параллельно с гальванометром …

Показанная схема имеет три идентичных резистора, включенных последовательно с прибор для измерения тока (амперметр) ….

Показанная схема имеет три идентичных резистора, включенных последовательно с прибор для измерения тока (амперметр). Величина ЭДС показано 9,99 В, 9,99 В, и каждый резистор имеет значение 120 Ом. Ω. Часть A: Каково полное сопротивление этого схема (? экв)? (Req)? ? eq = Req = Ом Часть B: Каково значение текущего (?) (I) вытекает из ЭДС? ? = I = А Часть C: какова величина падения напряжения (Δ?) (ΔV) через секунду…

Учитывая, что у определенного гальванометра внутреннее сопротивление 254 Ом и может выдерживать …

Учитывая, что у определенного гальванометра внутреннее сопротивление 254 Ом и может выдерживать максимальный ток 250 мкА, сконструируйте амперметр возможность считывания при полном отклонении (максимальный ток не дожигая счетчик) 10 А и вольтметр, способный показание при полном отклонении 10 В. Предположим, что пространство имеется в измерителе для шунта (для амперметра) или ограничивающего (для вольтметра) резистор длиной не более 5 мм и…

Гальванометр имеет внутреннее сопротивление 100 Ом и отклоняет полная шкала при 2,00 мА. Резистор какого размера надо добавить …

Гальванометр имеет внутреннее сопротивление 100 Ом и отклоняет полная шкала при 2,00 мА. Резистор какого размера к нему нужно добавить преобразовать его в миллиамперметр, способный показывать до 4,00 мА? Пожалуйста, объясните ответ.

Схема содержит резистор 100 Ом и батарею на 48,0 В. An амперметр вставляется в…

Схема содержит резистор 100 Ом и батарею на 48,0 В. An амперметр вставлен в цепь для измерения силы тока и имеет внутреннее сопротивление 0,50 Ом. Какое падение напряжения на клеммы амперметра?

Из чего состоит амперметр: Амперметр: что это такое

Амперметр: что это такое

Что такое амперметр

Что показывает амперметр

Принцип действия амперметров разных категорий

Отклоняющий крутящий момент (сила)

Управление крутящим моментом (силой)

Демпфирующий крутящий момент (демпфирующая сила)

Амперметр PMMC

Амперметр с подвижной катушкой (MI)

Электродинамический амперметр

Выпрямительный амперметр

Где и как используется

Особенности конструкции

Технические характеристики

Как подключить амперметр

Как выбрать

что измеряют и как ими пользоваться? Схемы подключения и принцип работы. Класс точности стрелочных, щитовых и других амперметров

Что это и для чего нужен?

Устройство и принцип работы

Класс точности

Обзор видов

Советы по выбору

Как пользоваться?

Возможные неисправности

устройство прибора, принцип действия и применение

Приборы для измерения силы тока

Измерение значений переменного тока

Виды амперметров

Магнитоэлектрические приборы

Электромагнитные устройства

Термоэлектрический тип

Основанные на электродинамике

Ферродинамические приборы

Устройство и подключение шунта

Особенности расчета

Усиление полной шкалы амперметра

Заключение

Амперметр – устройство, принцип работы и область применения | Энергофиксик

Амперметры делятся на два больших класса:

Аналоговый амперметр

Цифровой амперметр

Из чего состоит амперметр и принцип действия этого устройства

Из чего состоит амперметр. Последние события

Амперметр

АМПЕРМЕТР

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Включение амперметра в электрическую цепь

Амперметр. Измерение силы тока.

– обзор | Темы ScienceDirect

4.01.4.1 Окислительно-восстановительные реакции

Объяснение урока: Амперметры переменного тока

Пример 1: Объяснение того, как переменный ток может привести к a Постоянный ток в амперметре с горячей проволокой

Ответ

4.10 Вольтметры и амперметры постоянного тока – Douglas College Physics 1207 Зима 2020

Сводка

Гальванометр как вольтметр

Гальванометр как амперметр

Связи: границы знаний

Проверьте свое понимание

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

Концептуальные вопросы

Проблемные упражнения

Глоссарий

Решения

Измерение электрических токов | IOPSpark

Измеритель электрического тока

Ток – это расход заряда

Увеличение тока

Ампер: мера электрического тока, который представляет собой скорость протекания заряда

Что такое амперметр | Принцип работы амперметра | Типы амперметра

Амперметр, показанный на рисунке, состоит из 480 Омега класса 12 по физике CBSE

В схеме, показанной ниже, амперметр состоит из гальванометр, с сопротивлением Rg = 100 …

I1 Предположим, что ток, измеряемый амперметром, настолько велик, что гальванометр отклоняется …

Предположим, что амперметр, который вы используете при анализе цепей, изготовлен из гальванометра с …

Часть A Гальванометр с сопротивлением 20,0 12 имеет шунтирующее сопротивление 1,00 Н2.

В схеме, показанной на (Рисунок 1), резистор 6,0 Ом является потребляя энергию при …

Катушка с проволокой в ​​гальванометре имеет сопротивление RC = 75,0 Ом. …

Гальванометр имеет внутреннее сопротивление 100 Ом. и отклоняет полная шкала при 2,00 мА. Резистор какого размера надо добавить …

Показанная схема имеет три идентичных резистора, включенных последовательно с прибор для измерения тока (амперметр) ….

Катушка с проволокой в гальванометре имеет сопротивление RC = 75,0 Ом. …