Введение в практикум по курсу общей физики. Механика и молекулярная физика. Электричество и магнетизм. Либерман З.А - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
Тепловые системы
Прибор, основанный на тепловом действии тока , содержит тонкую
проволоку , закрепленную на концах, через которую пропускают
измеряемый ток.
При прохождении по проволоке тока она нагревается и ее удлинение
используют для измерения величины тока . Такие приборы могут быть
использованы и на постоянном, и на переменном токе.
Амперметры и вольтметры
Амперметры – приборы , служащие для измерения силы тока . При
измерениях амперметр включают в цепь последовательно, т.е. так, чтобы
весь измеряемый ток проходил через амперметр
(рис.4). Поэтому амперметры должны иметь
малое сопротивление, чтобы включение их не
изменяло заметно величины тока в цепи.
Вольтметры – приборы , служащие для измерения
напряжения . При измерении вольтметр включают
параллельно тому участку цепи, на концах
которого хотят измерить разность потенциалов.
Для того чтобы включение вольтметра не
изменяло заметно режима цепи, сопротивление
вольтметра должно быть очень велико по
сравнению с сопротивлением участка цепи R.
Для расширения пределов измерения амперметров и вольтметров
применяются шунты и добавочные сопротивления .
Вспомогательные электрические приборы
Шунты. Шунты представляют собой сопротивление, включаемое
последовательно с нагрузкой и параллельно измерительному механизму
амперметра (рис.5). Пусть сопротивление самого прибора R
A
;
сопротивление шунта R
Ш
; ток через
прибор I
А
; через шунт I
Ш
.
Тогда I=I
A
+I
Ш
, I
A
/I
Ш
=R
Ш
/R
A
.
Отсюда I
A
=IR
Ш
/(R
Ш
+R
A
),
а R
Ш
=I
A
R
A
/(I-I
A
).
Из формулы видно, что чем
меньше сопротивление шунта, тем
меньшая доля от общего тока будет
протекать через прибор. Для того чтобы сила тока I
А
составляла 1/n долю
от силы тока I (I=nI
A
), надо положить
R
Ш
=R
A
/(n-1).
Число n, подбираемое равным 10, 100, 1000 и т.д . и показывающее,
во сколько раз необходимо расширить пределы измерения данным
амперметром , называется шунтовым коэффициентом .
R M
A
V
Рис.4
N
V
A
R
ш
J
ш
J
Рис.
5
                                          25


                                     Тепл о вы е с ис тем ы
      Прибор, осн ова н н ый н а т епловом д ейст вии т ока , сод ерж ит т он ку ю
проволоку , за креплен н у ю н а кон ца х , через котору ю пропу ска ют
изм еря ем ый ток.
      При прох ож д ен ии по проволоке тока он а н а грева ет ся и ее у д лин ен ие
исполь зу ют д ля изм ерен ия величин ы т ока . Та кие приборы м огу т быт ь
исполь зова н ы и н а постоя н н ом , и н а перем ен н ом токе.
                               Ам пер м етр ы иво л ьтм етр ы
        А м перм ет ры – приборы, слу ж а щ ие д ля изм ерен ия силы т ока . При
изм ерен ия х а м перм ет р включа ют в цепь послед ова т ель н о, т .е. т а к, чтобы
          V                    весь изм еря ем ый ток прох од ил через а м перм етр
                               (рис.4). Поэтом у а м перм етры д олж н ы им ет ь
                               м а лое сопротивлен ие, чт обы включен ие их н е
                               изм ен я ло за м етн о величин ы тока в цепи.
M         R       N            В оль т м ет ры – приборы, слу ж а щ ие д ля изм ерен ия
                               н а пря ж ен ия . При изм ерен ии воль т м етрвключа ют
                        A па ра ллель н о том у у ча ст ку цепи, н а кон ца х
                               кот орого х от я т изм ерит ь ра зн ост ь потен циа лов.
                               Для т ого чтобы включен ие воль т м ет ра н е
                               изм ен я ло за м етн о реж им а цепи, сопрот ивлен ие
         Рис.4                 воль тм ет ра д олж н о быть очен ь велико по
                               сра вн ен ию с сопрот ивлен ием у ча ст ка цепи R.
Для ра сширен ия пред елов изм ерен ия а м перм ет ров и воль т м ет ров
прим ен я ют ся шу н т ы и д оба вочн ые сопротивлен ия .
                  Вс по м о гател ьны е эл ектр ичес кие пр иб о р ы
        Ш у нт ы . Ш у н т ы пред ст а вля ют собой сопротивлен ие, включа ем ое
послед ова т ель н о с н а гру зкой и па ра ллель н о изм ерит ель н ом у м ех а н изм у
а м перм етра (рис.5). Пу сть сопрот ивлен ие са м ого прибора RA;
                                             сопрот ивлен ие шу н т а RШ ; т ок через
    Ja            A
                  V                          приборIА ; через шу н т IШ .
                                             Тогд а      I=IA+IШ , IA/IШ =RШ /RA.
      J                Jш                    От сюд а IA=IRШ /(RШ +RA),
                                                      а RШ =IARA/(I-IA).
                  Rш                                 И з ф орм у лы вид н о, что чем
                Рис.5                        м ен ь ше сопротивлен ие шу н т а , т ем
                                             м ен ь ша я д оля от общ его тока бу д ет
прот ека т ь через прибор. Для того чтобы сила т ока IА соста вля ла 1/n д олю
от силы т ока I (I=nIA), н а д о полож ить
                                       RШ =RA/(n-1).
        Ч исло n, под бира ем ое ра вн ым 10, 100, 1000 и т.д . и пока зыва ющ ее,
во сколь ко ра з н еобх од им о ра сширит ь пред елы изм ерен ия д а н н ым
а м перм етром , н а зыва ет ся шу н т овым коэф ф ициен том .

Страницы