Liczniki elektryczne na zdjęciach

Poniższe zdjęcia pochodzą z filmu edukacyjnego o fizyce „Elektryczne urządzenia pomiarowe”. Taśma składa się z pięciu działów: przyrządy układu elektrostatycznego (elektrometry, woltomierze), przyrządy układu magnetoelektrycznego, przyrządy układu elektromagnetycznego, omomierze oraz przyrządy układu elektrodynamicznego (watomierze).
Pomiar stosunkowo niewielkich różnic potencjałów odbywa się za pomocą woltomierzy elektrostatycznych. Wykorzystują oddziaływanie między naładowanymi płytami o dużej powierzchni. W woltomierzach elektrostatycznych można zmieniać odległość między elektrodami (płytami) lub obszar aktywny elektrod. Bardzo jasno i szczegółowo o elektryczności statycznej na obrazach jest opisana tutaj: Elektryczność statyczna w szkolnej taśmie filmowej






W urządzeniach układu magnetoelektrycznego wykorzystuje się oddziaływanie prądu z polem magnetycznym. Siła przepływającego prądu jest szacowana na podstawie napięcia sprężyny trzymającej drut.
Aby poprawić interakcję pola magnetycznego z prądem, stosuje się ramę wieloobrotową. Siły elektromagnetyczne tworzą moment obrotowy ramy. Rama wytrzymuje małe prądy, rzędu kilkudziesięciu miliamperów. Aby zmierzyć duże prądy, rezystancja bocznika jest dołączona równolegle do ramy. Takie urządzenia nazywane są amperomierzami. W amperomierzach do pomiaru prądów do 30 A boczniki są instalowane w obudowie urządzenia. Podczas pomiaru dużych prądów stosuje się boczniki zewnętrzne. Małe prądy w ramie są możliwe przy niskim napięciu na jej końcach. Podczas pomiaru wysokiego napięcia, dodatkowa rezystancja jest dołączana szeregowo z ramą. Takie urządzenie pomiarowe nazywa się woltomierzem. Woltomierz jest podłączony równolegle do części obwodu, w której mierzone jest napięcie.










W przyrządach pomiarowych układu elektromagnetycznego wykorzystuje się zjawisko retrakcji rdzenia w cewce prądowej. Wielkość prądu jest szacowana na podstawie napięcia sprężyny.Cewka może być płaska lub okrągła. Do pomiaru dużych prądów cewki są wykonane z grubego drutu. Aby zmierzyć wysokie napięcie (dziesiątki i setki woltów), cewka jest wykonana z cienkiego drutu i szeregowo z nim połączony jest dodatkowy opór.






Urządzenia pomiarowe, które mają wbudowane źródło prądu i służą do bezpośredniego pomiaru rezystancji, nazywane są omomierzami. Aby zmierzyć prąd, obwód omomierza ma miliamperomierz, a aby utrzymać stałe napięcie na zaciskach, zmienną rezystancję.Stabilność napięcia kontroluje się zamykając cęgi i ustawiając wskazówkę miliamperomierza na maksymalną wartość prądu za pomocą zmiennej rezystancji przed każdym pomiarem. Maksymalne odchylenie strzałki odpowiada zerowemu oporowi między zaciskami. Gdy cęgi są otwarte (opór nieskończony), prąd w obwodzie wynosi zero. Dlatego skala oporu jest przeciwieństwem obecnej skali.






W urządzeniach układu elektrodynamicznego stosowana jest zasada oddziaływania prądów. Przewodniki, w których płynie prąd w jednym kierunku, są przyciągane. Ich siła przyciągania jest proporcjonalna do wielkości prądów w przewodach. W urządzeniach druty są uformowane w cewki.Podczas interakcji prądów ruchoma cewka obraca się, a sprężyna jest skręcona. Kąt obrotu jest proporcjonalny do prądów w cewkach.
Cewka ruchoma watomierza jest połączona równolegle z obciążeniem, a cewka nieruchoma jest połączona szeregowo. Dlatego kąt wyłączenia strzałki będzie proporcjonalny do prądu i napięcia w obciążeniu, tj. moc.





Inne edukacyjne taśmy filmowe z zakresu elektrotechniki:
Zjawisko indukcji elektromagnetycznej
Magnetyczne działanie prądu
Stacje elektryczne