Obwód przełączający amperomierza i woltomierza

W amperomierzach prąd przepływający przez urządzenie wytwarza moment obrotowy, który powoduje odchylenie ruchomej części pod kątem zależnym od tego prądu. Ten kąt odchylenia służy do określenia aktualnej wartości amperomierza.

Aby zmierzyć prąd w jakimś odbiorniku energii za pomocą amperomierza, należy szeregowo połączyć amperomierz z odbiornikiem tak, aby prąd odbiornika i amperomierza były takie same. Rezystancja amperomierza powinna być mała w porównaniu z rezystancją odbiornika energii, z którym jest połączony szeregowo, tak aby jego włączenie praktycznie nie miało wpływu na wielkość prądu odbiornika (na tryb pracy okrążenie). Zatem rezystancja amperomierza musi być mała, a im jest mniejsza, tym większy jest jego prąd znamionowy. Na przykład przy prądzie znamionowym 5 A rezystancja amperomierza wynosi ra = (0,008 — 0,4) oma. Przy niskiej rezystancji amperomierza straty mocy w nim są również niewielkie.

Ryż. 1. Schemat podłączenia amperomierza i woltomierza
Przy znamionowym prądzie amperomierza 5 A rozpraszanie mocy Pa = Aza2r = (0,2 — 10) VA... Napięcie przyłożone do zacisków woltomierza powoduje przepływ prądu w jego obwodzie. Przy prądzie stałym zależy to tylko od napięcia, tj. Iv = F (Uv). Prąd ten przepływając zarówno przez woltomierz, jak iw amperomierzu powoduje, że jego część ruchoma odchyla się pod kątem zależnym od natężenia prądu. W ten sposób każda wartość napięcia na zaciskach woltomierza będzie dobrze określoną wartością prądu i kąta obrotu części ruchomej.

Aby wyznaczyć napięcie na zaciskach odbiornika energii lub generatora zgodnie ze wskazaniami woltomierza, należy połączyć jego zaciski z zaciskami woltomierza tak, aby napięcie odbiornika (generatora) było równe napięciu woltomierz (rys. 1) .

Rezystancja woltomierza powinna być duża w porównaniu z rezystancją odbiornika energii (lub generatora), aby jego włączenie nie wpływało na mierzone napięcie (na tryb pracy obwodu).

Przykład. Do zacisków obwodu z dwoma połączonymi szeregowo odbiornikami (rys. 2) o oporach r1=2000 omów i r2=1000 omów przyłożono napięcie U=120 V.

Ryż. 2. Schemat włączania woltomierza

W tym przypadku na pierwszym odbiorniku napięcie U1=80V, a na drugim U2=40V.

Jeśli podłączysz woltomierz z rezystancją równolegle do pierwszego odbiornika rv = 2000 omów, aby zmierzyć napięcie na jego zaciskach, to napięcie zarówno pierwszego, jak i drugiego odbiornika będzie miało wartość U'1=U'2= 60 V.

Zatem włączenie woltomierza spowodowało zmianę napięcia pierwszego odbiornika z U1 = 80 V na U'1 = 60 V, błąd pomiaru napięcia spowodowany włączeniem woltomierza wynosi ((60 V — 80 V) / 80V) x 100% = -25%

Zatem rezystancja woltomierza musi być większa, a im większa, tym większe jest jego napięcie znamionowe. Przy napięciu znamionowym 100 V rezystancja woltomierza rv = (2000 — 50 000) omów. Ze względu na dużą rezystancję woltomierza straty mocy w nim są niewielkie.

Przy napięciu znamionowym woltomierza 100 V rozpraszanie mocy Rv = (Uv2/ rv) Ile.

Z powyższego wynika, że ​​amperomierz i woltomierz mogą mieć mechanizmy pomiarowe na tym samym urządzeniu, różniące się jedynie parametrami. Ale amperomierz i woltomierz są zawarte w mierzonym obwodzie na różne sposoby i mają różne obwody wewnętrzne (pomiarowe).