-->
|
|
|
Ãëàâà 2. Ïîñòîÿííûé ýëåêòðè÷åñêèé òîê § 2.9. Èçìåðåíèå ñèëû òîêà, íàïðÿæåíèÿ è ñîïðîòèâëåíèÿ
Èçìåðåíèå ñèëû òîêàÄëÿ èçìåðåíèÿ ñèëû òîêà â ïðîâîäíèêå ïðèìåíÿþò ñïåöèàëüíûé ïðèáîð — àìïåðìåòð, êîòîðûé âêëþ÷àþò ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ýòèì ïðîâîäíèêîì (ðèñ. 2.23). Óãîë îòêëîíåíèÿ ñòðåëêè àìïåðìåòðà çàâèñèò îò ñèëû òîêà â åãî èçìåðèòåëüíîì ìåõàíèçìå.  öåïÿõ ïîñòîÿííîãî òîêà ñèëà òîêà èçìåðÿåòñÿ îáû÷íî àìïåðìåòðàìè ìàãíèòîýëåêòðè÷åñêîé ñèñòåìû, óñòðîéñòâî è ïðèíöèï äåéñòâèÿ êîòîðûõ áóäóò ðàññìîòðåíû â ãëàâå 4. Âêëþ÷åíèå àìïåðìåòðà íå äîëæíî âûçûâàòü èçìåíåíèÿ â ðåæèìå ðàáîòû öåïè, ïîýòîìó ñîïðîòèâëåíèå àìïåðìåòðà äîëæíî áûòü ìàëûì ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì ñîîòâåòñòâóþùåãî ó÷àñòêà öåïè. Øóíòû ê àìïåðìåòðóÄëÿ èçìåðåíèÿ ñèëû òîêà, ïðåâûøàþùåé ñèëó òîêà Ià, íà êîòîðóþ ðàññ÷èòàí àìïåðìåòð, ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ýòèì æå àìïåðìåòðîì. Äëÿ ýòîãî íàäî ïàðàëëåëüíî àìïåðìåòðó ïîäêëþ÷èòü ðåçèñòîð òàê, ÷òîáû ñèëà òîêà ÷åðåç àìïåðìåòð áûëà íå áîëüøå âåëè÷èíû Ià. Òàêîé ðåçèñòîð íàçûâàåòñÿ øóíòîì (ðèñ. 2.24). Ïðè øóíòèðîâàíèè àìïåðìåòðà èçìåðÿåìûé òîê (I) â òî÷êå (óçëå) 1 äåëèòñÿ íà äâå ÷àñòè: ÷àñòü òîêà ïðîõîäèò ÷åðåç àìïåðìåòð (Ià), à îñòàëüíàÿ ÷àñòü — ÷åðåç øóíò (Iø), ò. å. I = Ià + Iø. Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ (íàïðÿæåíèå) ìåæäó òî÷êàìè 1 è 2 (ñì. ðèñ. 2.24) ðàâíà:
ãäå Ra — ñîïðîòèâëåíèå àìïåðìåòðà è Rø — ñîïðîòèâëåíèå øóíòà.
Èç ïîñëåäíåãî âûðàæåíèÿ íàõîäèì:
Îòíîøåíèå Èç âûðàæåíèÿ (2.9.1) ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî
Ñå÷åíèå øóíòîâ äîëæíî áûòü òàêèì, ÷òîáû áûëà èñêëþ÷åíà âîçìîæíîñòü èõ íàãðåâàíèÿ, òàê êàê â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ñîïðîòèâëåíèå øóíòà Rø áóäåò èçìåíÿòüñÿ â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ. Èçìåðåíèå íàïðÿæåíèÿ
Î ïðèáîðå äëÿ èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ — âîëüòìåòðå — ìû óæå ãîâîðèëè â § 2.4 â ñâÿçè ñ îïûòíîé ïðîâåðêîé çàêîíà Îìà. Âîëüòìåòð ïðèñîåäèíÿþò ïàðàëëåëüíî ó÷àñòêó öåïè, íàïðÿæåíèå íà êîòîðîì õîòÿò èçìåðèòü (ðèñ. 2.25). Íàïðÿæåíèå íà âîëüòìåòðå òàêîå æå, êàê è íà ó÷àñòêå öåïè. Îäíàêî âêëþ÷åíèå âîëüòìåòðà â öåïü èçìåíÿåò ñîïðîòèâëåíèå ó÷àñòêà, ãäå îí âêëþ÷åí. Îíî òåïåðü ðàâíî íå R, à
Äîáàâî÷íîå ñîïðîòèâëåíèå
Ëþáîé âîëüòìåòð ðàññ÷èòàí íà èçìåðåíèå íàïðÿæåíèÿ, íå ïðåâûøàþùåãî íåêîòîðîãî ïðåäåëà (íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå) Uâ. Îäíàêî â ðÿäå ñëó÷àåâ èçìåðÿåìîå íàïðÿæåíèå U ìîæåò îêàçàòüñÿ áîëüøå íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ èìåþùåãîñÿ â íàøåì ðàñïîðÿæåíèè âîëüòìåòðà. Íî åñëè ê âîëüòìåòðó ïðèñîåäèíèòü ïîñëåäîâàòåëüíî ñ íèì äîïîëíèòåëüíûé ðåçèñòîð ñîïðîòèâëåíèåì Rä (ðèñ. 2.26), òî ïðåäåë èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ âîëüòìåòðîì ðàñøèðèòñÿ. Ïðè âêëþ÷åíèè â öåïü âîëüòìåòðà äîáàâî÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ èçìåðÿåìîå íàïðÿæåíèå U äåëèòñÿ íà äâå ÷àñòè: îäíà ÷àñòü Uâ ïðèõîäèòñÿ íà âîëüòìåòð, äðóãàÿ Uä — íà äîáàâî÷íûé ðåçèñòîð: U = Uâ + Uä. Ñèëà òîêà â öåïè âîëüòìåòðà
Îòíîøåíèå Èç âûðàæåíèÿ (2.9.3) ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî Rä = Râ(n - 1). (2.9.4)
|
|
|