Измерение силы тока и напряжения

Ампертметры и вольтметры.

Для измерений в цепях переменного постоянного тока обычно применяются электромагнитные или тепловые амперметры и вольтметры.

По катушке проходит электрический ток. Магнитное поле, создаваемое током, действует на стальную пластинку, втягивая ее внутрь катушки. Движению пластинки противодействует пружина. Чем больше сила тока в катушке, тем с большей силой втягивается пластинка и тем больше отклоняется по шкале стрелка, показывая тем самым силу тока, проходящего по катушке.

Для уменьшения колебаний стрелки в приборе, имеется успокоитель в виде трубочки с поршнем, связанным с пластинкой. Принципиальное устройство амперметра и вольтметра одинаково.

Конструктивная же разница между этими приборами определяется тем, что амперметр включается в цепь тока последовательно, а вольтметр - параллельно. Поэтому амперметр должен обладать как можно меньшим сопротивлением во избежание излишнего падения напряжения в нем; вольтметр же, наоборот, должен обладать значительным сопротивлением для уменьшения протекающего по нему тока.

Ввиду этого вольтметры снабжаются добавочным большим сопротивлением из специального сплава. По существу вольтметр является таким же прибором, как и амперметр, но его шкала отградуирована не на амперы, а на вольты, и его стрелка показывает на шкале величину падения напряжения в приборе, равную силе тока умноженной на сопротивление вольтметра. Сила тока, протекающего через вольтметр, пропорциональна по закону Ома приложенному к нему измеряемому напряжению, так как его сопротивление остается постоянным.

Понятно, что через тонкую металлическую нить нельзя пропустить весь измеряемый амперметром ток. Поэтому амперметры тепловой системы снабжаются так называемыми шунтами, которые представляют собой весьма малое сопротивление, включаемое параллельно прибору .

Токи в шунте ив амперметре будут обратно пропорциональны их сопротивлениям. При правильно подобранном сопротивлении шунта сила тока, протекающего через амперметр, не будет превышать величины, безопасной для металлической нити прибора, и вместе с тем будет изменяться пропорционально измеряемому току.

В вольтметрах тепловой системы вместо шунта, параллельно присоединяемого к прибору, в прибор встраивается большое сопротивление, включаемое последовательно с нагреваемой металлической питью и ограничивающее силу тока в приборе до допустимой величины. Для измерения напряжения и силы тока, но лишь в цепях постоянного тока применяются также магнитоэлектрические приборы.

Выразите в СИ:

270 кОм = …

0, 375 МВ = …

523 мА =…

0, 17 кВ = …

Ответьте на вопросы:

Как распределяется напряжение между последовательно соединенными проводниками?

Как распределяется сила тока между параллельно соединенными проводниками?

Чему равно общее сопротивление проводников при их последовательном подключении?

Измерение силы тока и напряжения

Прочитайте число, составленное из номеров верных формул

• I=UR.
• U=IR.
• U=I/R.
• R=U/I.
• I=U/R.
• R=I/U.

Заполните пустые клетки таблицы: В каждом столбце должны стоять: обозначение физической величины и единица ее измерения .

м 2

ρ

U

A

Ом

l

Выразите в СИ:

• 270 кОм = …
• 0, 375 МВ = …
• 523 мА =…
• 0, 17 кВ = …

Ответьте на вопросы:

• Как распределяется напряжение между последовательно соединенными проводниками?
• Как распределяется сила тока между параллельно соединенными проводниками?
• Чему равно общее сопротивление проводников при их последовательном подключении? При их параллельном подключении?

А

V

• Пример 1. Амперметром, рассчитанным на измерение силы тока до 3 А, необходимо измерить силу тока до 15 А. Сопротивление амперметра 0,1 Ом. Каким должно быть в этом случае сопротивление шунта?

• Пример 2. Школьный вольтметр, рассчитанный на напряжение до 6 В, имеет сопротивление 700 Ом. Определите, какой дополнительный резистор должен быть к нему подключен, чтобы с помощью этого вольтметра можно было измерять напряжение до 120 В.

• Задача. Определить полное сопротивление участка цепи АС и силу тока в каждом из проводников R1-R3, если R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=3 Ом, U АС =11 В.

R 2

C

A

R 1

R 3

Закрепление:

• Для измерения силы тока в проводнике амперметр подключают последовательно с этим проводником.
• Сопротивление амперметра должно быть намного меньше сопротивления проводника, в котором измеряют силу тока.
• Чтобы увеличить пределы измерения силы тока амперметром, параллельно ему подключают шунт
• Для измерения напряжения на концах проводника вольтметр подключают параллельно этому проводнику.
• Сопротивление вольтметра должно быть намного больше сопротивления того проводника, на котором измеряют напряжение.
• Чтобы увеличить пределы измерения напряжения вольтметром, последовательно ему подключают дополнительный резистор

Домашнее задание:

• § 11