Метрологія - практика 6
поділки приладу зросте в n раз для випадку, якщо шкала приладу рівномірна,
тобто відхиленню стрілки на одну поділку буде відповідати в n разів більша сила струму. Інакше кажучи, чутливість амперметра зменшиться в n раз: при підключенні шунта стрілка приладу відхилиться на кут, в n разів менший, ніж без нього.
При паралельному з'єднанні I = nIA = IA + Ish, а напруга на шунт і амперметр однаково і, відповідно до закону Ома, так само: IARA = IshRsh. Виключаючи силу струму IA з двох останніх рівнянь, отримаємо
Для вимірювання напруги на ділянці кола застосовують вольтметри.
Включають вольтметр паралельно тим точкам ланцюга, напруга між якими треба виміряти (рис. 6.2). Вольтметр не повинен змінювати напругу на вимірюваному ділянці ланцюга, тому сила струму, що проходить через вольтметр,
повинна бути значно меншою, ніж сила струму у вимірюваному ділянці.
Мал. 6.2. Схема включення вольтметра.
Якщо опір вольтметра Rv, то після включення його в ланцюг опір ділянки буде вже не R, a
Внаслідок цього вимірюється напруга на ділянці кола зменшиться. Для того щоб вольтметр не вносив помітних спотворень в вимірюється напруга,
його опір має бути великим у порівнянні з опором ділянки кола, на якому вимірюється напруга, тобто
Будь-вольтметр розрахований на максимальне напруження Uv. Але за допомогою підключення послідовно з вольтметром додаткового опору Rd
можна вимірювати в n разів більші напруги: U = nUv. Знайдемо додатковий опір, необхідне для вимірювання тиску, в n разів більших тих, на які розрахований прилад.
При включенні в ланцюг вольтметра додаткового опору вольтметр по-
як і раніше вимірює напругу Uv, але це становить лише частина вимірюваного
напруги. Напруга на додатковому опорі Ud = U - Uv (рис. 6.3). Тому межі вимірювання збільшуються в n раз, і в стільки ж разів збільшується ціна поділу вольтметра, а отже, зменшується його чутливість.
Мал. 6.3. Схема включення додаткового опору.
У вольтметрі і додатковому опорі сила струму однакова, так як вони включені послідовно. Тому Uv = IRv. Ud = IRd і U = nUv = nIRv.
При послідовному з'єднанні напруга на ділянці дорівнює сумі напруг на окремих резисторах ділянки, тобто U = 'Uv +' Ud. Отже, nIRv = IRv + IRd. Звідси
Приклади розв'язання задач.
1. Внутрішній опір амперметра 0,2 Ом, максимальне відхилення стрілки відповідає величині 25 А. Визначити параметри шунта, якщо значення максимального вимірюваного струму становить 500 А.
Рішення: I R I Ш R Ш
I R Ш R A I A R A;
I R Ш R Ш R A I A R Ш I A R A I A;
R Ш 0,2 25 0,010526 0,011 11 мОм 500 25
Потужність, що розсіюється на шунт: P I Ш 2 R Ш I I A 2 R Ш
P 475 2 0,011 2482 Вт
2. Напруга в електромережі становить 10 кВ, межа вимірювань приладу - 500 В, потужність при вимірюванні в вимірювальному приладі не перевищує 0,1 Вт.
Рішення: P U V 2 / R V;
R V 500 2 / 0,1 2,5 МОм