Курс общей физики. Введение. Миловидова С.Д - 25 стр.

UptoLike

Рубрика: 

25
Электродинамические амперметры и вольтметры применяются главным
образом в качестве контрольных приборов для измерений в цепях
переменного тока .
Приборы электростатической системы
Устройство приборов этой системы основано на взаимодействии двух
или нескольких электрически заряженных проводников. Под действием
электрического поля подвижные проводники перемещаются , что позволяет
фиксировать напряжение.
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 M
A
V
Рис.4
N
V
A
R
J
Ja
J
Рис.
5
                                              25
Э лект род ин а м ические а м п ерм ет ры и воль т м ет ры п рим ен я ют ся гла вн ым
обра зом в ка чест ве кон т роль н ых п риборов д ля изм ерен ий в ц еп я х
п ерем ен н ого т ока .
                         П р иб о р ы эл ектр о с татичес ко й с ис тем ы
        У ст ройст во п риборов эт ой сист ем ы осн ова н о н а вза имод ейст в ии д ву х
или н есколь ких элект рически за ря ж ен н ых п ровод н иков. П од д ейст в ием
элект рического п оля п од виж н ые п ровод н ики п ерем ещ а ют ся , чт о п озволя ет
ф иксирова т ь н а п ря ж ен ие.
                                        Тепл о вы е с ис тем ы
        П рибор, осн ова н н ый н а т еп ловом д ейст вии т ока , сод ерж ит т он ку ю
п роволоку , за креп лен н у ю н а кон ц а х, через кот ору ю п роп у ска ют
изм еря ем ый т ок.
       П ри п рохож д ен ии п о п роволоке т ока он а н а грева ет ся и ее у д лин ен ие
исп оль зу ют д ля измерен ия величин ы т ока . Т а кие п риборы м огу т быт ь
исп оль зова н ы и н а п ост оя н н ом , и н а п ерем ен н ом т оке.
                                 Ам пер м етр ы иво л ьтм етр ы
         А м п ерм ет ры –п риборы, слу ж а щ ие д ля изм ерен ия силы т ока . П ри
изм ерен ия х а м п ерм ет р включа ют в ц еп ь п ослед ова т ель н о, т .е. т а к, чт обы
            V                  весь изм еря ем ый т ок п роход ил через а м п ерм ет р
                               (рис.4). П оэт ом у а м п ерм ет ры д олж н ы им ет ь м а лое
                               соп рот ивлен ие, чт обы включен ие их н е изм ен я ло
                               за м ет н о величин ы т ока в ц еп и. Воль т мет ры –
  M        R        N          п риборы, слу ж а щ ие д ля изм ерен ия н а п ря ж ен ия .
                         A П ри изм ерен ии воль т м ет р включа ют п а ра ллель н о
                               т ом у у ча ст ку ц еп и, н а кон ц а х кот орого хот я т
                               изм ерит ь ра зн ост ь п от ен ц иа лов. Для т ого чт обы
                               включен ие воль т м ет ра н е изм ен я ло за м ет н о
           Рис.4
                               реж им а ц еп и, соп рот ивлен ие воль т м ет ра д олж н о
быт ь очен ь велико п о сра вн ен ию с соп рот ивлен ием у ча ст ка ц еп и R. Для
ра сширен ия п ред елов изм ерен ия а м п ерм ет ров и воль т м ет ров п рим ен я ют ся
шу н т ы и д оба вочн ые соп рот ивлен ия .
                    Вс по м о гател ьн ы е эл ек тр ичес кие пр иб о р ы
         Ш у нт ы . Ш у н т ы п ред ст а вля ют собой соп рот ивлен ие, включа емое
п ослед ова т ель н о с н а гру зкой и п а ра ллель н о изм ерит ель н ом у м еха н изм у
                                                а м п ерм ет ра        (рис.5).         П у ст ь
                       A
                       V                        соп рот ивлен ие са м ого п рибора RA;
         Ja                                     соп рот ивлен ие шу н т а RШ ; т ок через
                            Jш                  п риборIА ; через шу н т IШ .
           J
                                                Т огд а      I=I A+IШ , I A/IШ =RШ /RA.
                       Rш                       От  сюд  а   IA=IRШ /(RШ +R A),
                                                        а RШ =IARA/(I-IA).
                      Рис.5                             И з ф орму лы в ид н о, чт о чем
м ен ь ше соп рот ивлен ие шу н т а , т ем м ен ь ша я д оля от общ его тока бу д ет
п рот ека т ь через п рибор. Для т ого чт обы сила т ока IА сост а вля ла 1/n д олю
от силы т ока I (I=nIA), н а д о п олож ит ь