Описание электрической цепи заряд, ток, напряжение, мощность, энергия Электрическим зарядом
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
5. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ 5.1. Измерение постоянного тока Измеритель тока (амперметр, миллиамперметр, микроамперметр) включается в разрыв цепи последовательно между источником и нагрузкой (рис. 5.1а). Амперметры можно разделить на две группы – измерители постоянного и переменного тока.  Рис. 5.1 Наиболее просты электромеханические амперметры, в которых протекающий ток вызывает поворот стрелки измерителя, которая на выбранной шкале показывает значение протекающего тока. Примером может служить магнитоэлектрический измеритель постоянного тока, показанный на рис. 5.1б. Он состоит из постоянного магнита 1 и закрепленной на вращающейся оси многовитковой рамки (катушки) 2 из тонкого медного провода. Измеряемый ток протекает через рамку и создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита и возникающий вращающий момент поворачивает стрелку 3. Прикрепленная к стрелке сжимающаяся спиральная пружина создает противодействующий повороту стрелки момент, который останавливает ее в определенном месте шкалы 4, которая градуируется в значениях измеряемого постоянного тока. Параметрами измерителя являются сопротивление рамки и ток полного отклонения стрелки индикатора (максимальный измеряемый ток). Величина может быть различной, часто она составляет 50 мкА, 100 мкА или 200 мкА, то есть прибор является микроамперметром постоянного тока. Для расширения диапазона измеряемых токов параллельно микроамперметру с параметрами , включают шунтирующее сопротивление (шунт), как показано на рис. 5.1в. Измеряемый ток протекает через параллельное соединение сопротивлений и  , тогда по закону Ома напряжение на этом соединении равно . (5.1)Протекающий через измеритель ток равен  , (5.2)тогда  . (5.3)Параллельное соединение сопротивлений и выполняет функцию делителя измеряемого тока (рис. 2.1б). Максимальный измеряемый ток  приведет к полному отклонения стрелки измерителя, через который будет протекать ток , тогда из (5.3) . (5.4)Зная максимальный ток измерителя , его сопротивление и требуемый максимальный измеряемый ток  , из (5.4) можно определить необходимое сопротивление шунта   . (5.5)Например, если  мкА,  Ом и  мА, то Ом.При условии  из (5.5) получим , (5.7)а в рассматриваемом примере  Ом.Включение в цепь амперметра (рис.5.1а) влияет на протекающий ток, равный  , (5.8)где  и  - сопротивления амперметра и цепи, . (5.9)Для ослабления этого влияния необходимо выполнение условия  , (5.9)то есть |