Шунти і додаткові опори
Силу струму в ланцюзі вимірюють амперметром. Амперметр являє собою звичайний гальванометр, шкала якого проградуйована в амперах. Включається амперметр в ланцюг послідовно (рис. 1).
Амперметр повинен змінювати силу струму в ланцюзі, і тому його опір має бути дуже малим, тобто. В ланцюзі, що складається з послідовно з’єднаних провідників, заряд ніде не накопичується і ніде не зникає. Це означає, що сила струму в такому колі скрізь однакова І амперметр можна включати в будь-яку ділянку ланцюга, що складається з послідовно з’єднаний них провідників.
Кожен амперметр розрахований на деяку максимальну силу струму, при перевищенні якої прилад може перегоріти.
Для розширення меж вимірювання амперметра застосовується шунт – додатковий опір, що підключається паралельно амперметру.
Знайдемо опір Rsh шунта, який необхідно підключити до амперметра для вимірювання сили струму в ланцюзі, в n разів перевищує силу струму, на яку розрахований прилад: I = nIA. Опір амперметра позначимо через RA. При підключенні шунта частина вимірюваної сили струму Ish піде за ним. Через амперметр повинен йти струм, що не перевищує IA (рис. 2).
Сила струму IA менше вимірюваної в n раз
Отже, ціна поділки приладу зросте в n раз для випадку, якщо шкала приладу рівномірна, тобто відхиленню стрілки на одну поділку буде відповідати в n разів більша сила струму. Інакше кажучи, чутливість амперметра зменшиться в n раз: при підключенні шунта стрілка приладу відхилиться на кут, в n разів менший, ніж без нього.
При паралельному з’єднанні I = nIA = IA + Ish, а напруга на шунт і амперметр однаково і, відповідно до закону Ома, одно: IARA = IshRsh. Виключаючи силу струму IA з двох останніх рівнянь, отримаємо
Для вимірювання напруги на ділянці кола застосовують вольтметри. Включають вольтметр паралельно тим точкам ланцюга, напруга між якими треба виміряти (рис. 3). Вольтметр не повинен змінювати напругу на вимірюваному ділянці ланцюга, тому сила струму, що проходить через вольтметр, повинна бути багато менше, ніж сила струму у вимірюваному ділянці.
Якщо опір вольтметра Rv, то після включення його в ланцюг опір ділянки буде вже не R, a
Внаслідок цього вимірюється напруга на ділянці кола зменшиться. Для того щоб вольтметр не вносив помітних спотворень в вимірюється напруга, його опір має бути більшим у порівнянні з опором ділянки кола, на якому вимірюється напруга, тобто
Будь вольтметр розрахований на максимальне напруження Uv. Але за допомогою підключення послідовно з вольтметром додаткового опору Rd можна вимірювати в n разів більші напруги: U = nUv. Знайдемо додатковий опір, необхідне для виміру напруг, в n разів більших тих, на які розрахований прилад.
При включенні в ланцюг вольтметра додаткового опору вольтметр і раніше вимірює напругу Uv, але це становить лише 1 / n частину вимірюваної напруги. Напруга на додатковому опорі Ud = U – Uv (рис. 4). Тому межі виміру збільшуються в n разів, і в стільки ж разів збільшується ціна розподілу вольтметра, а отже, зменшується його чутливість.
(2 votes, average: 4.00 out of 5)