|
|
Расчёт шунта к амперметру и добавочного сопротивления к вольтметру.. Лаба2. Лабораторная работа 2 Кадушин А. Ю 131 группа Что такое шунт Шунт
Шунтирование амперметра и вольтметра Лабораторная работа № 2
Выполнил: Кадушин А. Ю 131 группа
Что такое ШУНТ? - Шунт - это сопротивление, которое подключается последовательно с вольтметром или параллельно с амперметром для изменения величины тока, текущего через измерительный прибор.
Шунтирование амперметра - Добавление шунта параллельно амперметру вызывает разделение тока Iизм, который протекает через данную цепь и который необходимо измерить, на две составляющие – Iа и Iш.
- Чем меньше сопротивление шунта Rш , тем ток Iш больше, а значит ток Iа, который протекает через амперметр - меньше. Зная, как соотносятся сопротивление амперметра Ra и шунта Rш, можно узнать величину измеряемого тока Iизм или напротив, зная ток Iизм, можно рассчитать необходимое сопротивление шунта Rш.
Измеряемый ток равен сумме токов на амперметре на шунте, а напряжения одинаковы:
Формула для расчета сопротивления шунта:
RА, IA – сопротивление и ток амперметра
RШ – сопротивление шунта
I – ток, который необходимо измерить
Расчет добавочного сопротивления Шунтирование вольтметра - Вольтметры предназначены для измерения разности потенциалов на участке цепи. Для однородного участка цепи разность потенциалов равна напряжению на участке. Для того чтобы при подключении вольтметра токи в схеме изменялись мало, необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление RV было как можно большим. Поэтому к вольтметру последовательно включается добавочное сопротивление.
где Uизм/UV - коэффициент изменения предела измерения вольтметра.
Зачем нужен шунт? - Шунт – это полосковая линия (усиленная дорожка на плате) или отрезок провода с достаточно толстым сечением, низкоомная (менее 1 Ом) катушка или резистор с мощностью от 10 Вт. Он используется, когда, например, амперметр, рассчитанный на ток в 10 А, не может замерить, скажем, 50-амперный ток, потребляемый включёнными в электроцепь источника питания устройствами. На жаргоне электриков это явление называется «на шкале не хватает ампер». А точнее – диапазон замеров по току на этом же амперметре не охватывает такие высокие токи.
Схема включения устройства - Амперметр включается последовательно в разрыв цепи. Последний может находиться в любом её месте. Сам прибор показывает, сколько ампер в час потребляет эта цепь. Внешний шунт также включается последовательно в цепь, но в тот же самый разрыв, получается, параллельно самому амперметру.
Пример задачи 1 - Электромагнитный амперметр имеет внутреннее сопротивление rа=10 Ом, а диапазон измерений до 1 А. Рассчитайте сопротивление rш шунта так, чтобы амперметр мог измерять ток до 20 А
Решение - Измеряемый ток 20 А разветвится на ток Iа=1 А, который потечет через амперметр, и ток Iш, который потечет через шунт:
- I=Iа+Iш.
- Отсюда ток, протекающий через шунт, Iш=I-Iа=20-1=19 А.
- Измеряемый ток I=20 А должен разделиться в отношении Iа:Iш=1:19.
- Отсюда вытекает, что сопротивления ветвей должны быть обратно пропорциональны токам: Iа:Iш=1/rа : 1/rш;
- Iа:Iш=rш:rа;
- 1:19=rш:10.
- Сопротивление шунта rш=10/19=0,526 Ом.
- Сопротивление шунта должно быть в 19 раз меньше, чем сопротивление амперметра rа, чтобы через него проходил ток Iш, в 19 раз больший тока Iа=1 А, который проходит через амперметр.
Пример задачи 2 - Определите, какое должно быть сопротивление шунта, для того, чтобы увеличить предел измерения амперметра в 5 раз, если известно, что внутреннее сопротивление амперметра 2 Ом.
Пример задачи 3 - Рассчитайте сопротивление шунта, который увеличит диапазон электромагнитного амперметра до 10 А, если известно, что амперметр имеет внутреннее сопротивление 5 Ом и измеряет ток до 1 А.
- Измеряемый ток в 10 А, делится на два тока Iа = 1 А, и Iш, который равен:
Отсюда измеряемый ток должен разделиться в соотношении:
Так как по закону Ома сопротивление обратно пропорционально току, то |
|
|
Скачать 0.68 Mb.