Как подключить амперметр и вольтметр: Подключение китайского амперметра-вольтметра – услуги электромонтажа, строительства и ремонта

схемы для разных типов сетей

Содержание:

Прежде чем разбираться, как подключить амперметр, нужно знать, что прибор должен иметь небольшое сопротивление. Это необходимо для снижения напряжение для этого измерительного прибора. В идеале, сам прибор должен иметь нулевое, однако сделать это на практике невозможно.

Амперметр включается в цепь только последовательно, в зависимости от вольтметра, который имеет параллельное подключение. Если сделать все таки параллельно, ток пройдет по короткозамкнуттому пути, что повредить сам прибор. В статье будет разобрано, как правильно подключить данный измерительный прибор, а также это будет показано в двух видеороликах и одной лабораторной работе по электротехнике.

Подключение амперметра

Отличия приборов для постоянного и переменного тока

Амперметрами называются приборы для измерения силы тока, величины тока. Данные приборы всегда включаются последовательно в цепь, измерение тока в которой требуется произвести. Амперметры, в отличие от вольтметров, обладают при включении в цепь чрезвычайно малым сопротивлением, чтобы процесс измерения минимально влиял бы на показания. Итак, амперметры служат для измерения величин токов.

Установка шунта

При измерении значительных токов, через рабочую катушку прибора протекал бы недопустимо большой ток, что потребовало бы усложнять конструкцию, по этой причине, для возможности безопасного измерения больших токов прибегают к шунтированию рабочей катушки прибора, чтобы через саму катушку протекал не весть измеряемый ток, а только малая его часть. То есть измеряемый постоянный ток разделяют на ток шунта и ток рабочей катушки измерительного прибора, при этом шунт пропускает через себя почти весь ток измеряемой цепи.

Шунт подбирают таким образом, чтобы соотношение токов в нем и в рабочей катушке получалось 10 к 1, 100 к 1 или 1000 к 1, то есть соотношением сопротивлений шунта и измерительной цепи добиваются приемлемого режима работы измерительного прибора.

[stextbox id=’alert’]Амперметры для измерения небольших токов градуируются в миллиамперах, и называются миллиамперметрами, также есть и микроамперметры. [/stextbox]

Если нужно измерить ток переменный, да еще и немалый, как это делают при помощи токовых клещей, то здесь в схему добавляется измерительный трансформатор тока. Трансформатор тока имеет вторичную обмотку из множества витков, нагруженную резистором, а первичной обмоткой выступает один виток провода, просто пропущенного через окно сердечника трансформатора тока. По сути получается, что амперметр подключается ко вторичной обмотке токового трансформатора.

Цифровой амперметр с контактами

Требования к параметрам прибора

Когда изготавливают трансформатор тока для амперметра переменного тока, рассчитывают витки и резистор вторичной обмотки так, чтобы если измеряемый ток составляет 1000 ампер, то ток вторичной обмотки не превышал бы 0,5 ампер. Шкалу прибора градуируют на наибольший измеряемый ток, текущий в обмеряемом проводе, то есть на максимальный ток первичной обмотки токового трансформатора прибора.

Амперметр переменного тока никогда не включают в работу при разомкнутой вторичной обмотке токового трансформатора, поскольку в этом случае наведенная ЭДС попросту сожжет прибор, и амперметр станет опасным для персонала.

Таблица средних величин мощности потерь энергии приборов измерения.

Применение в амперметрах трансформаторов тока позволяет безопасно проводить измерения в цепях высокого напряжения, поскольку вторичная обмотка, соединенная непосредственно с измерительным прибором, всегда надежно изолируется. Часто корпус прибора для пущей безопасности заземляют, как и вторичную обмотку измерительного токового трансформатора, чтобы даже в случае пробоя изоляции между обмотками, персонал остался в безопасности.

Амперметр в цепи постоянного тока

Установка прибора

На большинстве автомобилей для контроля за работой системы электроснабжения используется только контрольная лампа заряда, которая не контролирует состояние аккумуляторной батареи, зарядный ток, величину напряжения в бортовой сети и, кроме того, не позволяет определять ряд неисправностей в цепях. Полную информацию о работе генератора и аккумуляторной батареи можно получить, если оснастить автомобиль амперметром и вольтметром.

Амперметр обычно подключается в разрыв провода идущего от генератора к аккумулятору. Например на Вазовских машинах между выводам “В+” генератора и “+” аккумуляторной батареи. Подключение Амперметра должно производиться проводом подходящего сечения.

Так например амперметр АП-111 необходимо подсоединять проводом сечением не менее 20кв, в противном случае провод будет греться. Сам Амперметр в процессе работы тоже может немного нагреваться, т.к. внутри него установлен шунт, на котором, при большом токе тоже выделяется тепло, это не является неисправностью.

Вольтметр подключется гораздо проще, в любом месте где есть “+”. Соответственно один контакт подключается к корпусу другой удобнее подключить к клемме замка зажигания где появляется “+” при включении зажигания. На рисунке показана типичная принципиальная схема подключения Амперметра и вольтметра

Правила того, как подключить амперметр, следует знать каждому. Так, например, подобные знания нередко используются при составлении заданий экспериментальных туров олимпиад школьников или же лабораторных работ.

Начнем с принципа работы амперметра. То, что он измеряет силу тока, очевидно просто из названия. Это происходит следующим образом: электрический ток, двигающийся по цепи, проходит и по прибору. При этом создается вращающий момент, который становится причиной отклонения динамической (подвижной) части на некоторый угол. Подобное отклонение прямо пропорционально силе тока. Далее это отображается визуально, например, движением стрелки или выводом числа.

Вспомним понятия параллельного и последовательного подключения. Если нужно измерить силу тока на каком-нибудь приемнике, то значение ее должно совпадать с тем, что проходит через амперметр. Это характерно конкретно для последовательного соединения.

Однако способ присоединения – не единственное важное условие того, как подключить амперметр. Не меньшее значение имеет сопротивление амперметра. Если оно вдруг окажется выше, чем сопротивление приемника, при подключении прибора система работы цепи нарушится, и значение тока, действующего на приемник, изменится. При подключении в разрыв не имеет значения, подключать «плюсом» к источнику питания или прибору. Главное, чтобы последовательно, а не параллельно.

Видов амперметров существует несколько. Среди них аналоговый и цифровой. С из помощью можно измерять и постоянный, и переменный ток. Однако для любого их них правила подключения амперметра сохраняются без изменений.

Стоит только проверить, какой ток измеряет конкретный прибор. Это указано на самом устройстве. Если ток постоянный, указано «=», если переменный – «~». Это необходимо сделать обязательно, в противном случае амперметр работать не будет.

Как подключить амперметр

Кроме того, при работе с электричеством надо следовать правилам безопасности. При контакте с оголенными проводами и небрежном отношении есть вероятность если получить не электрический ожог, то весьма неприятные ощущения.

Особенно это касается реальных установок, потому что в школьной лаборатории, как правило, цепь работает от батарейки, и сила тока не слишком высокая. Таким образом, характерной особенностью амперметра является его последовательное подключение. Это ограничивает количество способов, как подключить амперметр.

Материал по теме: Что такое реле контроля.

Способы подключения амперметра

Основная особенность прибора заключается в том, что он должен обладать маленьким сопротивлением. Это нужно для обеспечения незначительного падения напряжения на нем. Для идеального замера прибор должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, но это недостижимо. Подключение амперметра в цепь производится последовательно, в отличие от вольтметра.

Если подключить его параллельно источнику питания, ток пойдет фактически короткозамкнутым путем и может повредить прибор. Схема подсоединения амперметра Схема подключения амперметра может быть прямой и косвенной. При прямой схеме прибор непосредственно подключается в цепь между источником питания и нагрузкой. Косвенная схема реализуется двумя способами:

Установка шунта параллельно амперметру, когда почти весь ток пропускается через шунт, обладающий небольшим сопротивлением, а на катушку прибора попадает незначительная его часть. Соотношение между токами и сопротивлениями шунта и прибора: Iш/Iпр = Rпр/Rш.

Таким образом, применяя откалиброванные шунты можно расширить диапазон измеряемых токов; Использование измерительных трансформаторов. Применяется для фиксации токов больших величин на электрооборудовании высокого напряжения. Ток в силовых электроцепях преобразуется посредством трансформаторов в маленькие величины (обычно это 5 А).

Амперметр

К выводам вторичной обмотки подключаются измерительные приборы. Важно! Выводы вторичной обмотки всегда замыкаются на резистор, а работа в разомкнутой цепи запрещается из-за того, что она может оказаться под фазным напряжением силовой цепи.

Последовательность подключения амперметра с шунтом Схемы с трансформаторами тока применяются на энергопредприятиях. Для подключения амперметров в низковольтных цепях электрики-любители, как правило, используют схему с шунтами. Схема подсоединения амперметра с шунтом Последовательность шагов по сборке схемы:

• Многие амперметры комплектуются откалиброванными шунтами. Необходимо знать приблизительный диапазон токов измерения.
• Зная ток, выбирается соответствующий шунт;
• Закрепить шунт на контактных выводах амперметра;
• Обесточить устройство, предназначенное для контроля тока;
• Разомкнуть питающую электроцепь и включить в нее последовательно с нагрузкой (лампой, резистором и т. д.) амперметр с закрепленным на нем шунтирующим элементом, учитывая полярность прибора (для аналоговых устройств) и источника;
• Подать напряжение и снять данные;
• Вновь отключить питающий источник, отсоединить амперметр и восстановить нормальную схему;

Цена одного деления прибора определяется, исходя из значения тока, указанного на шунте. В мультиметре шунты уже встроены в прибор. Нужно только поставить переключатель в нужный диапазон измерений. Делается это при снятом питании.

[stextbox id=’alert’]Если амперметр включается в цепь для определения зарядного тока между ЗУ и аккумулятором, то «плюс» ЗУ соединяется с «плюсом» амперметра, а «минус» амперметра с «плюсом» аккумулятора. Подсоединение цифрового вольтамперметра[/stextbox]

Магнитоэлектрические амперметры используются только в цепях постоянного тока. В поле постоянного магнита перемещается катушка измерительного прибора, связанная со стрелкой. Магнитное поле катушки, по которой проходит ток, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, и стрелка отклоняется на соответствующий угол в ту или иную сторону.

Если такой прибор включить в цепь переменного тока, и попытаться провести измерения, то ничего не выйдет, ведь стрелка просто будет колебаться с частотой тока возле нулевого положения, и прибор может сгореть. Решается проблема применением схемы выпрямления. Выпрямительная система позволит измерить переменный ток частотой до 10кГц, при условии, что форма тока — синус.

Аналоговые амперметры по сей день не потеряли популярность. Им не нужно питание от батареек, измеряемая цепь дает им питание. Стрелка наглядно отображает показания. Но стрелочные приборы имеют недостаток — они довольно инертны.

Цифровые амперметры содержат аналого-цифровой преобразователь, и на ЖК-дисплее отображаются просто готовые цифры, показывающие результат измерений. Цифровые приборы лишены инертности, обладают высокой частотой опроса схемы, и наиболее современные дорогие амперметры могут выдавать до 1000 результатов измерения за одну секунду. Минус один — нужен дополнительный источник питания такому прибору.

Интересно почитать: что такое клистроны.

Заключение

В завершении отметим, что если у вас нет под рукой амперметра для измерения переменного тока, но есть амперметр постоянного тока, а необходимо здесь и сейчас измерить переменный ток, то вам поможет схема выпрямления, которую просто добавляют в цепь, и при помощи обычного амперметра постоянного тока можно будет измерить переменный ток, без необходимости прибегать к использованию трансформатору тока.

Надеемся, что эта краткая статья помогла вам понять, чем отличается амперметр постоянного тока от амперметра переменного тока, и теперь вы сможете измерить даже переменный ток амперметром постоянного тока, без необходимости покупать токовые клещи. Конечно, для измерения больших токов токовые клещи незаменимы, однако в любительской практике порой необходимы простые и практичные решения.

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.elquanta.ru

www.instrument16.ru

www.dpanorama.ru

www.electricalschool.info

Предыдущая

ИнструментарийУстройство амперметра и принцип его действия

Следующая

ИнструментарийЧто такое цифровой амперметр и чем он лучше обычного

Подключение амперметра и вольтметра * Электрон Град

Измерители тока магнитоэлектрической системы

Данные прибору получили наибольшее распространение у радиолюбителей. Амперметры данного типа обладают равномерной шкалой и хорошей чувствительностью. Внешний вид такого прибора на рисунке с низу.

Чувствительным элементом такого амперметра является рамка из тонкого картона или фольги с намотанной на нее катушкой. Рамка находится как бы в подвешенном состоянии на двух полуосей — кернах, концы которых упираются в подпятники. К рамке крепится противовес и стрелка. Вся эта конструкция находится в внутри сильного постоянного магнитного поля, то есть вокруг рамки находится магнит. Выводами катушки рамки являются две спиралевидные пружины, благодаря им стрелка удерживается в исходном состоянии. Стрелка прибора выставляется в положение 0 за счет корректора закрепленного на корпусе прибора и рычага соединенного с пружиной.

Принцип работы амперметра

При возникновении тока на катушке рамки вокруг нее возбуждается магнитное поле. Оно начинает взаимодействовать с магнитным полем постоянного магнита и рамка будет стремится повернуться так, чтобы ее полюса рамки находились напротив полюсов магнита противоположной полярности. Чем больше ток на рамке тем сильнее ее магнитное поле и значительнее усилие поворачивающее ее. При пропадании тока в цепи катушки рамки на нее начинают воздействовать пружины. Благодаря этому рамка возвращается в исходное состояние.

Приборы магнитоэлектрической системы способны измерять только постоянные или пульсирующие токи. Для измерения переменных токов их следует преобразовать в постоянные такой же величины.

Измерение токов и напряжений, шунтирующий резистор

Для измерения постоянного тока в цепи, прибор подключается последовательно нагрузке. Ток проходящий в этой цепи не должен превышать пределы подключаемого прибора. В противном случае шкала прибора зашкалит, а при существенном превышении может сгореть обмотка рамки. Для увеличения диапазона измерения тока в цепь добавляют шунтирующий резистор. Данный резистор подключается параллельно амперметру. Рассчитывается он по формуле

Rш=Rи/(Iп/Iи-1)

Где, Iп — предел измерения в Амперах.
Iи — ток полного отклонения стрелки в Амперах.
Rи — сопротивление рамки прибора в Омах.
Например: имеем микроамперметр с параметрами Iи=100мкА=0,0001А. Сопротивление рамки 1000Ом. Требуется рассчитать шунт для измерения токов до 100мА=0,1А.
Rш=1000/(0,1/0,0001-1)=1Ом

Измерение напряжения и добавочный резистор

Для измерения напряжения Вольтметр подключается параллельно нагрузке. При отсутствии Вольтметра можно подключить амперметр. Но следует учесть, что амперметры способны измерять относительно низкие напряжения. Так как в них отсутствует или слишком мало добавочное сопротивление катушки. Добавочный резистор подключается последовательно с прибором и позволяет расширить пределы его измерения.

Расчет добавочного сопротивления

Для измерения напряжения Вольтметр подключается параллельно нагрузке. При отсутствии Вольтметра можно подключить амперметр. Но следует учесть, что амперметры способны измерять относительно низкие напряжения. Так как в них отсутствует или слишком мало добавочное сопротивление катушки. Добавочный резистор подключается последовательно с прибором и позволяет расширить пределы его измерения.
Расчет добавочного сопротивления

Rд=(Uп/Iи)-Rи

где, Uп — максимальный предел измерения напряжения в Вольтах
Iи — ток полного отклонения стрелки в Амперах.
Rи — сопротивление рамки прибора в Омах.
Например: имеем тот же самый амперметр, что и в предыдущем примере. Iи=100мкА=0,0001А. Сопротивление рамки 1000Ом. Максимальный предел измеряемого напряжения 10В.
Rд=(10В/0,0001мА)-1000Ом=99000Ом=99кОм

Как подключить амперметр и вольтметр в электрическую цепь? Нарисуйте электрическую схему, чтобы обосновать свой ответ. Что будет, если поменять местами эти инструменты? Укажите причины.

Последняя обновленная дата: 28 марта 2023 г.

•

Общее представление: 258,3K

•

Просмотр сегодня: 3,34K

Ответ

Проверено

258,3K+ просмот определяется как устройство, используемое для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Амперметр был измерительным прибором, который будет полезен для измерения электрического тока в цепи. Это поможет вам в ответе на этот вопрос.

Полное пошаговое решение
Вольтметр определяется как устройство, используемое для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Амперметр был измерительным прибором, который будет полезен для измерения электрического тока в цепи. Амперметр всегда будет подключаться последовательно, так как он имеет низкое сопротивление, а вольтметр всегда будет подключаться параллельно, потому что он будет иметь высокое сопротивление. Поменяв их местами, амперметр обычно подключают параллельно. Поскольку он будет иметь очень низкое сопротивление, большая часть тока будет протекать через него, что приведет к короткому замыканию, а также может повредить цепь. Теперь, если вольтметр был подключен последовательно, так как он будет иметь высокое сопротивление, через него не будет протекать ток, и отображаемое напряжение будет равно нулю.

Примечание: Шунтовое сопротивление было определено как небольшое сопротивление, которое было включено параллельно с гальванометром для создания амперметра. Чем больше измеряемый ток, тем меньше подключаемое сопротивление. Большая часть тока, протекающего через измеритель, должна шунтироваться через сопротивление, чтобы защитить гальванометр. Гальванометр был определен как аналоговый измерительный прибор, который был обозначен как G, который измеряет ток с помощью отклонения стрелки в результате силы магнитного поля, воздействующей на провод с током.

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG

Биоинсектициды саламина были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG

Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, 12 Biology Neet_ug

. Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, 12 Biology Neet_ug

. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG

12 класс биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента — это преобразование активного фермента класса 12 в биологии NEET_UG

Тенденции сомнений

20.

4: Вольтметры и амперметры — Физика LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

14567

• Boundless (теперь LumenLearning)
• Boundless

цели обучения

• Сравнить схему подключения амперметра и вольтметра

Вольтметры и амперметры измеряют соответственно напряжение и ток в цепи. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры

: Краткое введение в вольтметры и амперметры для студентов, изучающих физику.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, измеряющий разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Аналоговый вольтметр перемещает стрелку по шкале пропорционально напряжению цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству. Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Параллельный вольтметр : (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 непосредственно к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи. Название происходит от названия единицы СИ для электрического тока, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть подключен последовательно к этому устройству. Это необходимо, потому что объекты, соединенные последовательно, испытывают одинаковый ток. Они не должны быть подключены к источнику напряжения — амперметры рассчитаны на работу с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр в серии : Амперметр (А) включен последовательно для измерения тока. Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такое же показание, если он будет расположен между точками d и e или между точками f и a, как показано на рисунке. (Обратите внимание, что заглавная буква E означает ЭДС, а r означает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.) в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое цифрой 9.0143 Г . Протекание тока через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность к току. Чувствительность по току — это ток, при котором происходит полное отклонение стрелки гальванометра, иначе говоря, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через нее 50 мкА, находится на середине шкалы при протекании через нее 25 мкА и т. д.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то напряжение всего \(\mathrm{V = IR = (50 мкА)(25 оммега)=1,25 мкВ}\) дает полное чтение шкалы. Подключая резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры в качестве вольтметров

Гальванометр может работать как вольтметр, когда он соединен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным напряжением, которое будет измеряться. Предположим, вы хотите, чтобы 10 В производили полное отклонение вольтметра, содержащего гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Тогда 10 В, подаваемые на счетчик, должны давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

\[\mathrm { R } _ { \mathrm { tot } } = \ mathrm { R } + \ mathrm { r } = \ dfrac { \ mathrm { V } } { \ mathrm { I } } = \frac { 10 \mathrm { V } } { 50 \mu \mathrm { A } } = 200 \mathrm { k } \Omega\]

или:

\[\mathrm { R } = \ mathrm { R } _ { \ mathrm { tot } } – \ mathrm { r } = 200 \ mathrm { k } \ Omega – 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ mathrm { k } \Omega\]

(R настолько велико, что сопротивлением гальванометра r почти можно пренебречь. ) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, поскольку через него проходит ток 25 мкА. метр, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению, как и требуется. Этот вольтметр был бы бесполезен для напряжений менее половины вольта, потому что отклонение измерителя было бы слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения последовательно с гальванометром включают другие сопротивления. Многие измерители позволяют выбирать шкалы, что включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же самый гальванометр может также работать как амперметр, если он подключен параллельно с небольшим сопротивлением R , часто называемым шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного большие, чем те, которые вызвали бы полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, дающий полное отклонение на 1,0 А и содержащий такой же 25-омный гальванометр с чувствительностью 50 мкА. С R и r включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти капли IR: IR = I _G r

, так что: } = \ frac { \ mathrm { R } } { \ mathrm { r } } \).

Решая для R и учитывая, что IG равен 50 мкА, а I равен 0,999950 А, мы имеем: G } } } { \ mathrm { I } } = ( 25 \ Omega ) \ frac { 50 \ mu \ mathrm { A } } { 0,9{ – 3 } \Omega\]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, чтобы через измерительные устройства не протекал ток, который мешал бы измерению.

цели обучения

• Объясните, почему используются нулевые измерения

Нулевые измерения

Стандартные измерения напряжения и тока изменяют цепи, внося числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительное устройство не протекает ток, и цепь остается неизменной. Измерения нуля, как правило, более точные, но более сложные, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС батареи и подключении батареи напрямую к стандартному вольтметру, как показано на рисунке, фактическая измеряемая величина представляет собой напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением V = эдс − Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : Аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, точно рассчитать ЭДС невозможно.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать равным нулю, то В = ЭДС , и можно было бы непосредственно измерить ЭДС. Однако для работы стандартных вольтметров требуется ток.

Потенциометр – нулевой измерительный прибор для измерения потенциалов (напряжений). К резистору R подключен источник напряжения, пропуская через него постоянный ток . Вдоль провода наблюдается устойчивое падение потенциала (падение ИК), поэтому за счет контакта по проводу получается переменный потенциал.

Неизвестная ЭДС _x (представленная скриптом E _x ), последовательно соединенная с гальванометром, показана на рис. Положение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _х = IR _х , где R _х — сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку ток через гальванометр не течет, через неизвестную ЭДС ничего не течет, и emf _x воспринимается.

Потенциометр : Потенциометр является нулевым измерительным устройством. (а) Источник напряжения, подключенный к длинному проволочному резистору, пропускает через него постоянный ток I. (b.) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключена, как показано, и точка контакта вдоль R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Сегмент провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex=IRx, где I не зависит от соединения, так как через гальванометр не протекает ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению отрезка провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _с = IR _с . В обоих случаях ток через гальванометр не проходит. Ток I по длинному проводу идентичен. Взяв отношение эдс _x / эдс _s , I , и найдя эдс _x , получим то, что видно на

Поскольку для R используется длинная однородная проволока, отношение сопротивлений R _x /R _s такое же, как отношение длин проволоки, которая обнуляет гальванометр для каждой ЭДС. Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно рассчитать ЭДС _x . Часто в этом расчете меньше неопределенности, чем при непосредственном использовании вольтметра, но она не равна нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x /R _s и в стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно сказать, когда гальванометр показывает точно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может повлиять на ток I .

Измерение сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры применяют напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление, используя закон Ома. Их показания – это расчетное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку счетчики изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона представляет собой нулевой измерительный прибор для расчета сопротивления путем уравновешивания падений потенциала в цепи. Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Различные мостовые устройства используются для измерения нуля в цепях. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Значение R ₃ можно точно прочитать. При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируют до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : Мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом выключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитать Rx на основе IR-падений.

Разность потенциалов между точками b и d равна нулю, а это означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. Без тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную часть цепи. Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК вдоль ad должно равняться падению ИК вдоль аб . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК вдоль dc должно равняться падению ИК вдоль bc . Это уравнение используется для расчета неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю. Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R ₁ , R ₂ и R ₃ , которые вносят вклад в неопределенность в R _x .

Ключевые точки

• Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр — это измерительный прибор, используемый для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр подключен параллельно устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение стрелки. Отклонение стрелки производится магнитной силой, действующей на проводник с током.
• Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток.
• Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измерения напряжения и тока.
• Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
• Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
• Мост Уитстона представляет собой электрическую цепь, используемую для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, включенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через резистор R для защиты гальванометра
.
• гальванометр : Аналоговый измерительный прибор, обозначаемый буквой G, который измеряет ток с помощью отклонения стрелки, вызванного силой магнитного поля, действующей на проводник с током.
• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем уравновешивания цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение, противопоставляя его точной доле известного напряжения и не потребляя ток от неизвестного источника.
• Мост Уитстона : Прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

ЛИЦЕНЗИИ И АВТОРСТВО

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​РАСПРОСТРАНЕННОЕ РАНЕЕ

• Курирование и пересмотр. Предоставлено : Boundless. com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО

• Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/1.7 . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Амперметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Амперметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/galvanometer
  . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/shunt-resistance . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www.
  youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
• Потенциометр (измерительный прибор). Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу :
  en.Wikipedia. org/wiki/Potentiometer_(measuring_instrument) . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Мост Уитстона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• потенциометр. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/potentiometer . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/null-measurements . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Мост Уитстона. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г.
  Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www. youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : http://en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx. org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution

---

Эта страница под названием 20.4: Вольтметры и амперметры распространяется по незаявленной лицензии и была создана, изменена и/или курирована Boundless.