Удължаване на границите на измерване на амперметъра
Препис
1 MINIBRANAUKI RUSSIA Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "Ukhta State Technical University" (USTU) 1 Разширяване на границите на измерване на амперметър Методически указания за лабораторна работа за студенти от всички области на редовно и задочно обучение Ukhta 01
3 РАЗШИРЯВАНЕ НА ГРАНИЦИТЕ ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА АМЕТЪРИ Инструменти и аксесоари: изследван милиамперметър (0-15 ma), контролен милиамперметър (0-100 ma), две съпротивителни кутии, два превключвателя, източник на постоянен ток (3-5 V). Библиографски списък Цел на работата: да се изчисли съпротивлението на шунтовете, които разширяват границата на измерване на даден милиамперметър за даден брой пъти и да се провери правилността на изчислението на шунтовете чрез сравняване на показанията на контролния и изследвания милиамперметър с връзката на изчислените шунтове. 1. Черноусан А. И. Електродинамика. Кратък курс по физика/А. И. Черноуцан. М .: FIZMATLIT, С. Трофимова Т. И. Постоянен електрически ток. Курс по физика: учебник/Т. И. Трофимова. М., 100, 101 С, Савелиев И. В. Курс по обща физика: учебник. Т./И. В. Савелиев. М .: Наука, 35, 36 С, Zisman G.A.Допълнение. Курс по обща физика. Т./Г. А. Зисман, О. М. Тодес. М., 197. Кратка теория В лабораториите най-широко използваните магнитоелектрически устройства, базирани на действието на постоянно магнитно поле върху намотка, през която протича измереният ток, наречени галванометри. Тези високочувствителни инструменти се използват за измерване на много ниски токове (когато са свързани последователно) или ниски напрежения (когато са свързани паралелно). Амперметрите са устройства, които измерват величината на тока. При измерване на тока амперметърът е свързан последователно към веригата и целият измерен ток преминава през устройството, така че амперметрите трябва да имат ниско съпротивление, за да не имат забележим ефект върху съпротивлението на веригата. Всеки амперметър е предназначен за измерване на токове с определена величина. Максималният ток, който може да бъде измерен с този инструмент, се нарича горна граница на измерване. В зависимост от величината на измерения ток амперметрите се разделят на амперметри (A), милиамперметри (ma), микроамперметри (μA). Амперметрите на магнитоелектрическата система имат намотка (рамка) от тънка тел, която може да се върти между полюсите на постоянен магнит. Когато токът се премине през намотката, тя има тенденция да се утвърди по полето под действието на въртящия момент M ВР, чиято стойност е пропорционална на тока. Намотката е предотвратена от завъртане чрез специална пружина, еластична 3
4 моментът, от който M UPR е пропорционален на ъгъла на усукване. В равновесие тези моменти ще бъдат равни на M VR = M UPR, а токът е пропорционален на ъгъла на въртене на рамката, мащабът на такива устройства е еднакъв. За да се разширят границите на измерване на амперметър (или галванометър, използван допълнително като амперметър), тоест за измерване на токове, по-големи от този, за който е проектирано това устройство, се използва шунтиращ проводник с определено съпротивление, свързан паралелно към амперметър (или галванометър), както е показано на фиг. 1. Когато шунтът е свързан, токът, протичащ във веригата, се разделя на два тока, тока на амперметъра и шунтиращия ток. Нещо повече, според първия закон на Кирххоф = +. (1) Чрез избор на съпротивление на шунта може да се направи амперметър, подходящ за измерване на необходимите токове. Извеждане на формулата за съпротивление на шунта за разширяване на обхвата на измерване на амперметър с коефициент N Нека се изисква амперметър с граница на измерване N пъти по-голяма от границата на измерване на даден амперметър, т.е. = N. () Помислете електрическата верига, показана на фиг. 1. Напрежение между точки В и С: U BC = =, (3) от където получаваме израза за съпротивлението на шунта = =. (4) От (1) и () следва, че = A = N A A = A (N 1), откъдето 4 = N 1. Тестови въпроси 1. Какво се нарича текущата сила? Плътност на тока ?. Какво трябва да бъде съпротивлението на устройството, което измерва силата на тока? Волтаж? 3. Анализирайте обобщения закон на Ом. Какви частни закони можете да получите от него? 4. Формулирайте правилата на Kirchhoff. На какви закони се основават? 5. Какво е шънт и за какво се използва? 6. Как можете да разширите обхвата на измерване на волтметър? Индивидуални задачи 1. Оценете стойността на съпротивлението на шунтирания милиамперметър за всеки шунт.Извадете формула за изчисляване на съпротивлението на шунт, която разширява границата на измерване на амперметъра с N пъти. 3. Изведете формулата за изчисляване на допълнителното съпротивление, което разширява границата на измерване на волтметъра с N пъти. 4. Вътрешното съпротивление на галванометъра е 680 Ohm. Как и какво съпротивление трябва да се свърже с него, за да може да се измери токът със сила 5 A? Фекалиите на галванометъра са проектирани за 300 μA. 5. Вътрешното съпротивление на галванометъра е 70 Ohm, скалата му е проектирана за 300 μA. Как и какво допълнително съпротивление трябва да бъде свързано, за да се измери напрежение, равно на 300 V? 6. Налични са два различни амперметра. Отклонението на стрелката във всеки амперметър е пропорционално на силата на тока, а везните имат еднакви деления. Първо, амперметрите са свързани към веригата с 1 и x последователно (фиг. 1), а след това паралелно (фиг.) Определете неизвестното съпротивление X, ако в първия случай отклоненията на стрелките в амперметрите са равни до n 1 и n, във втория случай m 1 и m. девет