Схема за превключване на амперметър и волтметър

В амперметрите токът, преминаващ през устройството, създава въртящ момент, който кара движещата се част да се отклонява под ъгъл, който зависи от този ток. Този ъгъл на отклонение се използва за определяне на текущата стойност на амперметъра.

За да се измери токът в някакъв вид енергиен приемник с амперметър, е необходимо амперметърът да се свърже последователно с приемника, така че токът на приемника и амперметъра да са еднакви. Съпротивлението на амперметъра трябва да е малко в сравнение със съпротивлението на приемника на енергия, последователно с който той е включен, така че включването му практически няма ефект върху величината на тока на приемника (върху режима на работа на верига). По този начин съпротивлението на амперметъра трябва да е малко и колкото по -ниско е, толкова по -голям е неговият номинален ток. Например, при номинален ток от 5 А, съпротивлението на амперметъра е ra = (0,008 — 0,4) ом. При ниско съпротивление на амперметъра загубите на мощност в него също са малки.

Ориз. 1. Схема за включване на амперметър и волтметър
При номинален ток на амперметъра 5 A разсейването на мощността Pа = Аза2r = (0,2 — 10) VA… Напрежението, приложено към клемите на волтметъра, причинява ток в неговата верига. При постоянен ток зависи само от напрежението, т.е. Азv = F (Uv). Този ток, преминаващ през волтметъра, както и в амперметъра, предизвиква отклонение на неговата подвижна част под ъгъл, който зависи от тока. ЧеДа сепо този начин всяка стойност на напрежението на клемите на волтметър будобре дефинирани стойности на тока и ъгъла на завъртане на подвижната част.

За да се определи напрежението в клемите на приемника на енергия или генератора според показанията на волтметъра, е необходимо да се свържат неговите клеми към клемите на волтметъра, така че напрежението на приемника (генератора) да е равно на напрежение на волтметъра (фиг. 1).

Съпротивлението на волтметъра трябва да бъде голямо в сравнение със съпротивлението на приемника на енергия (или генератора), така че включването му да не повлияе на измереното напрежение (върху режима на работа на веригата).

Пример. Към клемите на веригата с два последователно свързани приемника (фиг. 2), имащи съпротивление r1=2000 ом и r2=1000 ом, приложено напрежение U= 120 V.

Ориз. 2. Схема за включване на волтметъра

В този случай при първия приемник напрежението U1= 80 V, а на втория U2 = 40 V.

Ако включите волтметър с съпротивление паралелно с първия приемник rv =2000 ома за измерване на напрежението на неговите клеми, тогава напрежението както на първия, така и на втория приемник ще има стойност U’1=U’2= 60 V.

По този начин включването на волтметъра предизвика промяна на напрежението на първия приемник с U1 =80 V до U’1= 60 Vгрешката при измерване на напрежението поради включването на волтметъра е равна на ((60V — 80V) / 80V) x 100% = -25%

По този начин съпротивлението на волтметъра трябва да бъде по -голямо и колкото по -голямо, толкова по -голямо е номиналното му напрежение. При номинално напрежение 100 V, съпротивлението на волтметъра rv = (2000 — 50 000) ома. Поради голямото съпротивление на волтметъра, загубите на мощност в него са ниски.

При номинално напрежение от волтметър 100 V разсейването на мощността Rv = (Uv2/ rv) Какво.

От гореизложеното следва, че амперметърът и волтметърът могат да имат измервателни механизми на едно и също устройство, различаващи се само по техните параметри. Но амперметърът и волтметърът са включени в измерената верига по различни начини и имат различни вътрешни (измервателни) вериги.