--> Èçìåðåíèå ñèëû òîêà, íàïðÿæåíèÿ è ñîïðîòèâëåíèÿ. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ýëåêòðîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 2. Ïîñòîÿííûé ýëåêòðè÷åñêèé òîê

 


§ 2.9. Èçìåðåíèå ñèëû òîêà, íàïðÿæåíèÿ è ñîïðîòèâëåíèÿ

Êàê èçìåðèòü ñèëó òîêà àìïåðìåòðîì, à íàïðÿæåíèå âîëüòìåòðîì, äîëæåí çíàòü êàæäûé.

Èçìåðåíèå ñèëû òîêà

Äëÿ 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 àìïåðìåòðó

Äëÿ 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 (îáîçíà÷èì åãî áóêâîé n) ïîêàçûâàåò, âî ñêîëüêî ðàç (ñ ïðèìåíåíèåì øóíòà) ðàñøèðÿåòñÿ ïðåäåë èçìåðåíèÿ ñèëû òîêà àìïåðìåòðîì, ò. å. âîçðàñòàåò öåíà åãî äåëåíèÿ. Èíà÷å ãîâîðÿ, ïðè âêëþ÷åíèè øóíòà ÷óâñòâèòåëüíîñòü àìïåðìåòðà óìåíüøàåòñÿ â n ðàç: ñòðåëêà ïðèáîðà îòêëîíèòñÿ íà óãîë, â ï ðàç ìåíüøèé, ÷åì áåç øóíòà.

Èç âûðàæåíèÿ (2.9.1) ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî íàéäåì ñîïðîòèâëåíèå øóíòà:

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

Âîëüòìåòð

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 ãäå Râ — ñîïðîòèâëåíèå âîëüòìåòðà. Èç-çà ýòîãî èçìåðÿåìîå íàïðÿæåíèå íà ó÷àñòêå óìåíüøàåòñÿ. Äëÿ òîãî ÷òîáû âîëüòìåòð íå âíîñèë çàìåòíûõ èñêàæåíèé â èçìåðÿåìîå íàïðÿæåíèå, åãî ñîïðîòèâëåíèå äîëæíî áûòü áîëüøèì ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì òîãî ó÷àñòêà öåïè, ïàðàëëåëüíî êîòîðîìó îí âêëþ÷àåòñÿ.  ýòîì ëåãêî óáåäèòüñÿ, åñëè âûðàæåíèå äëÿ R' ïðåîáðàçîâàòü òàê:

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 ïîêàçûâàåò, âî ñêîëüêî ðàç ðàñøèðÿåòñÿ ïðåäåë èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèÿ âîëüòìåòðîì, ò. å. âîçðàñòàåò öåíà åãî äåëåíèÿ. Èíà÷å ãîâîðÿ, ïðè ïîäñîåäèíåíèè äîïîëíèòåëüíîãî ðåçèñòîðà ÷óâñòâèòåëüíîñòü âîëüòìåòðà óìåíüøàåòñÿ â n ðàç.

Èç âûðàæåíèÿ (2.9.3) ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî , íàéäåì çíà÷åíèå äîáàâî÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ê âîëüòìåòðó:

Rä = Râ(n - 1).                     (2.9.4)

Îêîí÷àíèå ïàðàãðàôà >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->