пошаговая инструкция / Справочник :: Бингоскул

Как подключается вольтметр в электрическую цепь: пошаговая инструкция

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Напряжение на участке электрической цепи или отдельном её элементе вычисляется по закону Ома или определяется при помощи измерительного прибора. Рассмотрим, как подключается вольтметр в электрическую цепь. Коснёмся вопроса эксплуатации цифрового мультиметра для работы с переменным и постоянным напряжением.

Как подключается вольтметр в цепь

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, вольтметр подключается параллельно исследуемому источнику. Современные приборы обладают высоким внутренним напряжением, которое исключает влияние самого измерительного устройства на функционирование цепи. Правила включения вольтметра в цепь просты:

• Предварительно отключается питание электросети: как кнопкой или переключателем, так и путём изъятия вилки из розетки.


• Вольтметр подсоединяется параллельно интересующему участку.


• Обязательно соблюдается полярность: клемма с «плюсом» на приборе соединяется с «+» в схеме.


• Выбирается предполагаемый коэффициент умножения, соответствующий ожидаемой величине. Если последняя неизвестна, выставляется пиковое значение. При необходимости – уменьшается для получения требуемой точности.


• Цена деления шкалы аналогового прибора определяет его точность, если условия не предполагают иного.

Как работать с мультиметром

При работе с тестером необходимо следовать рекомендациям, указанным в инструкции по эксплуатации.

Постоянное напряжение

Цепь предварительно разрывается.

1. Красный щуп подключается к разъёму «V Ω ma».


2. Чёрный – подсоединяется к гнезду «COM».


3. Поворотным переключателем выбирается оценочный предел постоянного напряжения «DCV».


4. Если значение неизвестно, устанавливается максимальное, затем последовательно уменьшается на одну позицию.


5. Свободные концы щупов подключаются к схеме.


6. Отображённое на дисплее напряжение фиксируется.

При наличии кнопки «HOLD» ею можно «заморозить» текущее значение на дисплее.

Переменное напряжение

Алгоритм работы аналогичный. Только поворотный переключатель переводится в положение ACV.

Добавочный резистор

Современные измерительные приборы поставляются с добавочным резистором, подключённым последовательно с обмоткой тестера либо вольтметра. Он снижает нагрузку на катушку, часть напряжения приходится на сопротивление. Это значение предварительно известно, к тому же пропорционально сопротивлению резистора. Если на старых лабораторных вольтметрах такого резистора нет, его подключают отдельно, после проводят вычисления. Цифровые измерительные устройства делают это автоматически – поворотом ручки устанавливается соответствующий множитель.

От сопротивления добавочного резистора зависит максимальное измеряемое значение напряжения. Для большинства бытовых тестеров пиковым является напряжение:

• постоянное – 1000 В или 1 кВ;


• переменное – 200 В.

Для изготовления резистора применяют материал с низким температурным сопротивлением, что исключает зависимость показаний прибора от термических показателей.

Поделитесь в социальных сетях:

21 октября 2021, 14:10

Физика

Could not load xLike class!

Вольтметр на схеме обозначение

На сайте давно была размешена статья, посвященная вольтметру на микроконтроллере PIC16F Со временем некоторые посетители внесли свои изменения в вольтметр и решили этими изменениями поделиться. За что им благодарность. Добавлены ключи на аноды индикатора, что повысило яркость дисплея, и позволяет использовать более мощные дисплеи. Во время обновления основной статьи вольтметра в схеме и печатках от Владимира был заменён делитель напряжения.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Вольтметр-измеряем напряжение. Назначение, принцип работы, типы.
• Вольтметры ЦВ2101 и амперметры ЦА2101
• Прибор для измерения напряжения. Как измерить напряжение мультиметром
• Измерение напряжения, тока, споротивления, емкости, индуктивности, мощности в электрических цепях
• Как устроен вольтметр, принцип действия и назначение прибора
• Подключение вольтметров к сети
• Что измеряет вольтметр
• Обозначения в эл.
  схемах
• Приборы для проведения измерений Workbench V 5.12

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ВОЛЬТМЕТР-АМПЕРМЕТР ТЕСТ, КАЛИБРОВКА, СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ. АЛИЭКСПРЕСС

Вольтметр-измеряем напряжение. Назначение, принцип работы, типы.

Напряжение — с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло.

Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так? Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.

Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр. Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше. Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными.

Поэтому вольтметр подключают только параллельно:. Если измеряется постоянное напряжение от 1 до мкВ могут использовать компенсаторами постоянного тока , но чаше пользуются цифровыми вольтметрами.

Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:.

Где Rv — это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 — добавочные сопротивления, UmV — максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 — которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.

Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:. Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы.

Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами. В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока.

Поэтому при измерении необходимо это учитывать если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам.

Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой.

Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:. Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы цифровые, аналоговые и т. При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.

Ваш e-mail не будет опубликован. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Skip to content. Меню Главная Калькулятор Контакты. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Вольтметры ЦВ2101 и амперметры ЦА2101

При измерении постоянных напряжений универсальным вольтметром УВ входная величина через переключатель подаётся на вход преобразователя импеданса ПИ, входной сигнал которого при необходимости преобразуется масштабным преобразователем МП, нагрузкой которого является магнитоэлектрический микроамперметр. При измерении переменного напряжения измеряемая величина поступает на вход ПАЗ, а постоянное напряжение с выхода ПАЗ измеряется вольтметром постоянного тока. При создании универсальных вольтметров используются в основном схемы ПАЗ с закрытым входом, что объясняется независимостью напряжения на её выходе от постоянной составляющей напряжения на входе. Схема вольтметра постоянного тока состоит из пассивного масштабного преобразователя и преобразователя импеданса с выходом на магнитоэлектрический вольтметр. Масштабный преобразователь включает в себя два набора резисторов: первый R5-R8 вместе с переключателем П1—1 образует входной делитель напряжения, предназначенный для переключения верхних диапазонов измерения; второй RR15 составляет набор добавочных сопротивлений магнитоэлектрического вольтметра и вместе с переключателем П1—2 позволяет осуществлять переключение нижних диапазонов измерения. Микросхема А2 является операционным усилителем с дифференциальным входом. Для балансировки усилителя служит переменный резистор R11, подключенный через резисторы R9 и R10 к входам микросхемы А1.

графического обозначения электроизмерительного прибора a) амперметр б) вольтметр в) вольтметр двойной г) вольтметр дифференциальный.

Прибор для измерения напряжения. Как измерить напряжение мультиметром

Сегодня речь пойдёт как раз о таком приборе. На схемах обозначается как на рисунке 1. Подключается параллельно элементу, напряжение которого нужно измерить рисунок 2. Рисунок 1. Схематическое обозначение вольтметра. Рисунок 2. Схематические примеры подключения вольтметров для измерения напряжений.

Измерение напряжения, тока, споротивления, емкости, индуктивности, мощности в электрических цепях

Какое условное обозначение на схемах имеет вольтметр? Нарисуйте схему его включения в цепь, содержащую источник тока, ключ и лампу. Ваш ответ Отображаемое имя по желанию : Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован: Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений. Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь. Похожие вопросы 1 ответ.

Напряжение — с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло.

Как устроен вольтметр, принцип действия и назначение прибора

Единая система конструкторской документации. Unified system for design documentation. Graphic identifications in schemes. Electromeasuring apparatus. ГОСТ 2. Дата введения

Подключение вольтметров к сети

Трафарет Visio Приборы. Трансформация условных обозначений производится в таблице данных фигуры, путем выбора соответствующих позиций из выпадающих списков: Назначение, Тип прибора, и Характеристика. Таблица данных фигуры условного обозначения прибора измерительного. Таким образом, к примеру первая фигура из трафарета, путем комбинации пунктов таблицы данных фигуры, позволит получить условных обозначений вольтметра с различными функциональными особенностями. Перед тем, как будут приведены примеры условных обозначений входящих в трафарет, посмотрите пример трансформации фигур на видео:. Для всех условных обозначений измерительных приборов кроме условных обозначений электрических часов , в таблице данных фигуры, можно выбрать тип прибора: показывающий, регистрирующий или показывающий и регистрирующий.

Вольтметры ЦВ и амперметры ЦА Условное обозначение вольтметров, милливольтметров при заказе – ЦВ ХХХ-Y-ZW, где. ХХХ – номинальное значение: Схема подключения амперметра. Схема подключения.

Что измеряет вольтметр

Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую. Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях.

Обозначения в эл. схемах

Вольтметр — это измерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения постоянного или переменного тока в электрических цепях. Вольтметр подключается параллельно к выводам источника напряжения с помощью выносных щупов. По способу отображения результатов измерений вольтметры бывают стрелочные и цифровые. Величина напряжения измеряется в Вольтах , обозначается на приборах буквой В в русском языке или латинской буквой V международное обозначение. На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой V, обведенной окружностью, как показано на фотографии.

При необходимости изображения нестандартизованных электроизмерительных приборов следует попользовать сочетания соответствующих основных обозначении, например, комбинированный прибор, показывающий и регистрирующий.

Приборы для проведения измерений Workbench V 5.12

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. Основной единицей измерения электрического напряжения является вольт. На практике, чаще всего, приходится сталкиваться с вольтами и милливольтами. Существует два основных вида напряжений — постоянное и переменное. Источником постоянного напряжения служат батареи, аккумуляторы. Источником переменного напряжения может служить, например, напряжение в электрической сети квартиры или дома.

Для измерения напряжения используют вольтметр.

Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения. Рихмана

21.4 Вольтметры и амперметры постоянного тока – Колледж физики, главы 1-17

21 Цепи и приборы постоянного тока

Резюме

• Объясните, почему вольтметр должен быть подключен параллельно цепи.
• Нарисуйте схему, показывающую правильное подключение амперметра к цепи.
• Опишите, как можно использовать гальванометр как вольтметр или амперметр.
• Найдите сопротивление, которое нужно включить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать как вольтметр с заданными показаниями.
• Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, тогда как амперметры

измеряют ток. Некоторые счетчики в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. рис. 1.) Внутренняя конструкция простейших из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дают дополнительные сведения о применении последовательных и параллельных соединений.

Рисунок 1. Датчики уровня топлива и температуры (крайний правый и крайний левый соответственно) в этом Volkswagen 1996 года — это вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «датчика», которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температура двигателя. (кредит: Кристиан Гирсинг)

вольтметра подключены параллельно любому устройству, напряжение которого нужно измерить.

Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. рис. 2, где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к устройству, ток которого измеряется. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. рис. 3, где амперметр обозначен символом А.)

Рисунок 2. (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр непосредственно через ЭДС без учета его внутреннего сопротивления, р . (b) Используемый цифровой вольтметр. (кредит: Messtechniker, Wikimedia Commons) Рис. 3. Амперметр (А) подключен последовательно для измерения тока. Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такое же показание, если он будет расположен между точками d и e или между точками f и a, как показано на рисунке. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые счетчики имеют стрелку, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков , которые имеют числовые показания, подобные ручному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром , обозначаемым буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, [латекс]\жирный символ{I _{\textbf{G}}}[/латекс], вызывает пропорциональное отклонение стрелки. . (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля, действующей на проводник с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность к току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с токовой чувствительностью [латекс]\boldsymbol{50 \;\mu \textbf{A}}[/latex] имеет максимальное отклонение стрелки, когда [латекс]\boldsymbol{50 \;\mu \textbf{A}}[/latex] проходит через него, читается с половинной шкалой, когда [latex]\boldsymbol{25 \;\mu \textbf{A}}[/latex] проходит через него, и так далее.

Если такой гальванометр имеет [латекс]\boldsymbol{25 — \;\Omega}[/латекс] сопротивление, то напряжение всего [латекс]\boldsymbol{V = IR = (50 \;\mu \textbf{ A}) (25 \;\Omega) = 1,25 \;\textbf{мВ}}[/latex] дает полномасштабное показание. Подключая резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как вольтметр

На рис. 4 показано, как можно использовать гальванометр в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением [latex]\boldsymbol{R}[/latex]. Значение сопротивления [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс] определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вы хотите, чтобы 10 В производили полное отклонение вольтметра, содержащего [латекс]\boldsymbol{25 — \;\Omega}[/latex] гальванометр с [латекс]\boldsymbol{50 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность. Тогда 10 В, подаваемые на счетчик, должны давать ток [латекс]\boldsymbol{50 \;\mu \textbf{A}}[/latex]. Общее сопротивление должно быть

[латекс]\boldsymbol{R _{\textbf{tot}} = R + r =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{V}{I}}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{ =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\frac{10 \;\textbf{V}}{50 \;\mu \textbf{A}}}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{=200 \ ;\textbf{k} \Omega \;\textbf{ или}}[/latex]

[латекс]\boldsymbol{R = R _{\textbf{tot}} — r = 200 \;\textbf{k} \Omega — 25 \;\Omega \приблизительно 200 \;\textbf{k} \Omega}[ /латекс]

([латекс]\boldsymbol{R}[/латекс] настолько велико, что сопротивление гальванометра, [латекс]\жирныйсимвол{r}[/латекс], почти ничтожно мало. ) Обратите внимание, что 5 В, приложенные к этому вольтметру, дают отклонение на половину шкалы путем создания [латексного]\boldsymbol{25 — \;\mu \textbf{A}}[/латексного] тока через измеритель, и поэтому показания вольтметра, как и требуется, пропорциональны напряжению.

Этот вольтметр бесполезен при напряжении менее половины вольта, потому что отклонение измерителя будет небольшим и его трудно будет точно считывать. Для других диапазонов напряжения последовательно с гальванометром включают другие сопротивления. Многие счетчики имеют выбор шкалы. Этот выбор включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Рис. 4. Большое сопротивление R , включенное последовательно с гальванометром G, дает вольтметр, отклонение которого на полную шкалу зависит от выбора Р . Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должно быть R . (Обратите внимание, что r представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра. )

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно также превратить в амперметр, поместив его параллельно с небольшим сопротивлением [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс], часто называемым шунтирующим сопротивлением , как показано на рисунке 5. Поскольку шунт сопротивление мало, через него проходит большая часть тока, что позволяет амперметру измерять токи, значительно большие, чем те, которые производят полное отклонение гальванометра.

Допустим, например, нужен амперметр, дающий полное отклонение на 1,0 А, и содержащий тот же [латекс]\boldsymbol{25 — \;\Omega}[/latex] гальванометр с его [латекс]\boldsymbol {50 — \;\mu \textbf{A}}[/latex] чувствительность. Поскольку [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс] и [латекс]\жирный символ{r}[/латекс] соединены параллельно, напряжение на них одинаково.

Эти капли [латекс]\boldsymbol{IR}[/латекс] представляют собой [латекс]\boldsymbol{IR = I_Gr}[/латекс], так что [латекс]\boldsymbol{IR = \frac{I_G}{I} = \ frac{R}{r}}[/латекс]. Находим [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс] и замечаем, что [латекс]\жирныйсимвол{I_G}[/латекс] равен [латекс]\жирныйсимвол{50 \;\mu \textbf{A}}[/ латекс] и [латекс]\boldsymbol{I}[/латекс] равен 0,9.{-3} \;\Омега}.[/латекс]

Рис. 5. Небольшое шунтирующее сопротивление R , помещенное параллельно с гальванометром G, дает амперметр, отклонение на полную шкалу которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемый ток, тем меньше должны быть R . Большая часть тока ( I ), протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра. (Обратите внимание, что r представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.) Амперметры также могут иметь несколько шкал для большей гибкости в применении. Различные масштабы достигаются включением различных шунтирующих сопротивлений параллельно гальванометру — чем больше максимальный измеряемый ток, тем меньше должно быть шунтирующее сопротивление.

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему. В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на цепь, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда ставится параллельно измеряемому устройству. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь не оказывается заметного влияния. (См. рис. 6(а).) (Большое сопротивление, соединенное параллельно с малым, имеет суммарное сопротивление, практически равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сравнимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно имеют меньшее сопротивление, заметно влияя на цепь. (См. рис. 6(b).) Напряжение на устройстве не такое, как если бы вольтметр не был включен в цепь.

Рисунок 6. (a) Вольтметр, сопротивление которого значительно превышает сопротивление устройства ( R _{Вольтметр} >> R ), с которым он соединен параллельно, создает параллельное сопротивление, практически такое же, как и устройство, и не оказывает заметного влияния измеряемая цепь. (b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство ( R _{Вольтметр} ≅ R ), так что параллельное сопротивление вдвое меньше, чем при неподключенном вольтметре. Это пример существенного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр включен последовательно в измеряемую ветвь цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому лишнее сопротивление незначительно. (См. рис. 7(а).) Однако, если используются очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление будет значительно больше, а ток в ответвлении составит измеряемое уменьшается. (См. рис. 7(b).)

При неправильном подключении амперметра может возникнуть практическая проблема. Если бы он был подключен параллельно резистору для измерения тока в нем, вы могли бы повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволило бы большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток был бы больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

Рисунок 7. (a) Обычно амперметр имеет настолько малое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви не увеличивается заметно. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ответвления, так что общее сопротивление удваивается, а ток вдвое меньше, чем без амперметра. Этого значительного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы помех вольтметров и амперметров в измеряемых цепях является использование гальванометров с большей чувствительностью. Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, точность измерений которых составляет несколько процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности счетчика.

Connections: Limits to Knowledge

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что возникает неопределенность в измерении. Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью устранить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что ее нельзя сделать произвольно малой. Это фактически ограничивает знание системы — даже ограничивает то, что природа может знать о себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике. 96}[/латекс].

PhET Explorations: набор для построения схемы (только DC), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за происходящим. Делайте паузы, перематывайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за движением ионов через мембрану нейрона.

Рис. 8. Комплект для построения схемы (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

• Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
• Вольтметр размещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Амперметр включен последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ветвь, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговое считывание тока.
• Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Задача Упражнения

1: Какова чувствительность гальванометра (то есть какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра, имеющего [латекс]\boldsymbol{1. 00 — \;\textbf{M} \Omega}[/latex] сопротивление по шкале 30,0 В?

2: Какова чувствительность гальванометра (то есть какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра, имеющего [латекс]\boldsymbol{25.0 — \;\textbf{k} \Omega} [/latex] сопротивление по шкале 100 В?

3: Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с гальванометром [латекс]\boldsymbol{25,0 — \;\Omega}[/latex], имеющим [латекс]\boldsymbol{50,0 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность (такая же, как обсуждаемая в тексте), чтобы позволить использовать его в качестве вольтметра с показанием полной шкалы 0,100 В.

4: Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с [латексным]\boldsymbol{25.0 — \;\Omega}[/латексным] гальванометром, имеющим [латексный]\boldsymbol{50.0 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность (такая же, как рассмотренная в тексте), что позволяет использовать его в качестве вольтметра с полным диапазоном показаний 3000 В. Включите принципиальную схему с вашим решением.

5: Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно [латексному]\boldsymbol{25.0 — \;\Omega}[/латексному] гальванометру с [латексным]\boldsymbol{50.0 — \;\textbf{ A}}[/latex] чувствительность (такая же, как обсуждалась в тексте), позволяющая использовать его в качестве амперметра с показанием полной шкалы 10,0 А. Включите принципиальную схему с вашим решением.

6: Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно [латексному]\boldsymbol{25.0 — \;\Omega}[/латексному] гальванометру, имеющему [латексный]\boldsymbol{50.0 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность (такая же, как обсуждаемая в тексте), что позволяет использовать его в качестве амперметра с полным показанием 300 мА.

7: Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с [латексным]\boldsymbol{10.0 — \;\Omega}[/латексным] гальванометром, имеющим [латексный]\boldsymbol{100 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность, позволяющую использовать его в качестве вольтметра с: (a) полным показанием 300 В и (b) полным значением 0,300 В.

8: Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно [латексному]\boldsymbol{10.0 — \;\Omega}[/латексному] гальванометру, имеющему [латексный]\boldsymbol{100 — \;\mu \ textbf{A}}[/latex] чувствительность, позволяющая использовать его в качестве амперметра с: (а) полным показанием 20,0 А и (б) полным значением 100 мА.

9: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента на 1,585 В, имеющего внутреннее сопротивление [латекс]\boldsymbol{0,100 \;\Omega}[/latex], помещая [латекс]\boldsymbol{1,00 — \;\textbf{k} \Omega}[/latex] вольтметр на его клеммах. (См. рис. 11.) а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. в) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Рисунок 11.

10: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах литиевого элемента на 3,200 В, имеющего внутреннее сопротивление [латекс]\boldsymbol{5,00 \;\Omega}[/латекс], поместив [латекс ]\boldsymbol{1. {-5} \;\Omega}[/латекс] по шкале 3,00 А и содержит [латекс]\ жирный символ {10,0 — \;\Omega}[/latex] гальванометр. Какова чувствительность гальванометра?

12: Вольтметр [латекс]\boldsymbol{1.00 — \;\textbf{M} \Omega}[/latex] ставится параллельно [латекс]\boldsymbol{75.0 — \;\textbf{k } \Omega][/latex] резистор в цепи. а) Нарисуйте схему соединения. б) Чему равно сопротивление комбинации? (c) Если напряжение на комбинации остается таким же, как и на резисторе [latex]\boldsymbol{75.0 — \;\textbf{k} \Omega}[/latex], на сколько процентов увеличится ток? ? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как и через резистор [latex]\boldsymbol{75.0 — \;\textbf{k} \Omega}[/latex], на сколько процентов уменьшается напряжение? ? (e) Являются ли существенными изменения, обнаруженные в частях (c) и (d)? Обсуждать.

13: Амперметр [латекс]\boldsymbol{0,0200 — \;\Omega}[/latex] включен последовательно с резистором [латекс]\boldsymbol{10,00 — \;\Omega}[/latex] в цепь. а) Нарисуйте схему соединения. (b) Рассчитайте сопротивление комбинации. (c) Если напряжение остается таким же на комбинации, как и на одном только резисторе [латекс]\boldsymbol{10.00 — \;\Омега}[/латекс], на сколько процентов уменьшится ток? (d) Если через комбинацию [латекс]\boldsymbol{10.00 — \;\Омега}[/латекс] ток поддерживается таким же, как и через один только резистор [латекс]\жирныйсимвол{10.00 — \;\Омега}[/латекс], на сколько процентов увеличится напряжение? (e) Являются ли существенными изменения, обнаруженные в частях (c) и (d)? Обсуждать.

14: Необоснованные результаты

Предположим, у вас есть [латекс]\boldsymbol{40.0 — \;\Omega}[/latex] гальванометр с [латекс]\boldsymbol{25.0 — \;\mu \textbf{A }}[/latex] чувствительность. а) Какое сопротивление вы бы включили с ним последовательно, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным отклонением 0,500 мВ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны?

15: Необоснованные результаты

(a) Какое сопротивление вы бы подключили параллельно гальванометру [латекс]\boldsymbol{40. 0 — \;\Omega}[/latex] с
[латекс]\boldsymbol{25.0 — \;\mu \textbf{A}}[/latex] чувствительность, позволяющая использовать его в качестве амперметра с полным отклонением для [латекса]\boldsymbol{10.0 — \ ;\mu \textbf{A}}[/латекс]? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны?

Глоссарий

Вольтметр

прибор для измерения напряжения

амперметр

прибор для измерения силы тока

аналоговый счетчик

измерительный прибор, дающий показания в виде движения стрелки по маркированному калибру

цифровой счетчик

измерительный прибор, дающий показания в цифровой форме

гальванометр

аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на проводник с током

чувствительность по току

максимальный ток, который может считывать гальванометр

полное отклонение

максимальное отклонение стрелки гальванометра, также известное как токовая чувствительность; гальванометр с полным отклонением [латекс]\boldsymbol{50 \;\mu \textbf{A}}[/latex] имеет максимальное отклонение стрелки, когда [латекс]\boldsymbol{50 \;\mu \ textbf{A}}[/latex] проходит через него

Шунтирующее сопротивление

небольшое сопротивление [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс], помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должен быть [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс]; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через [латекс]\boldsymbol{R}[/латекс] для защиты гальванометра

 

Voltmeters — Inst Tools

by Editorial Staff

Простой вольтметр постоянного тока можно сконструировать, поместив резистор (R _S ), называемый множителем, последовательно с движением амперметра и пометив лицевую сторону амперметра для считывания напряжения. (как показано на рисунке).

Вольтметры подключаются параллельно измеряемой нагрузке (R _L ).

Рис. : Простой вольтметр постоянного тока

При конструировании вольтметра необходимо определить сопротивление множителя для измерения желаемого напряжения. Уравнение представляет собой математическое представление сопротивления множителя вольтметра.

V = I

_M R _S + I _M R _M

I

_M R _S = V — I _M R _S = V — I _M R _S = V — I _M M M M M M M M M M M M . = требуемый диапазон напряжения
I _м  = ток счетчика
R _м = сопротивление счетчика
R _с = сопротивление множителя или последовательное сопротивление

Ом должен быть построен как вольтметр. Каким должно быть последовательное сопротивление, чтобы измерить полное напряжение 100 вольт?

Решение:

Поскольку r _M незначительно низкий, затем

R _S = V / I _M

R _S = 100 / (2 ×

-3776 —376 —376 -3

-3 _S = 100 / (2 × 9037 -3776 —376 —376 -3

-3

, _{, с} = 100 / (2 × 9037 -3

-3

, _с = 100 / (2 ×

-3

-3

, _с = 100 / (2 ×

-3

.

R _s =  50 кОм

Когда вольтметр подключен к цепи, вольтметр будет получать ток из этой цепи. Этот ток вызывает падение напряжения на сопротивлении измерителя, которое вычитается из напряжения, измеряемого измерителем. Это снижение напряжения известно как эффект нагрузки и может серьезно повлиять на точность измерения, особенно для слаботочных цепей.

Точность вольтметра (K _v ) определяется как отношение измеренного напряжения, когда измеритель включен в цепь (V _w ), к напряжению, измеренному при выключенном из цепи измерителе.

Приведенное ниже уравнение является математическим представлением точности вольтметра или истинного напряжения (V _o ).

Точность счетчика также можно определить путем сравнения отношения между входным сопротивлением и сопротивлением цепи с использованием закона Ома, как описано ниже.

, где

I _M = ток метра
V _O = Истинное напряжение
R _o = Сопротивление схемы
R _в = сопротивление входного сопротивления
r _{. K v = точность измерителя}

Пример:

Вольтметр в диапазоне 100 вольт с чувствительностью 40 кОм/В предназначен для измерения напряжения на клеммах ab.

Найти :

1. V _O , True Wratege
2. V _W , указанное напряжение
3. K _V , Точность метра

Решение:

1. = {100 кОм / (100 кОм +100 кОм)} x 220 вольт

V _O = 110 вольт

Найти V _W , указанное напряжение

R _O = (100. 10022

R _O = (100. 10022

R _O = (100. 10022

R _O = (100. 10022

R _O = (100. 10022

R _O . / (100 + 100) = 50 кОм

R _в = S v = 40 кОм x 100 = 4,4 МОм

V _W = R _в / (R _{O + Rin)}

V _W = {4,4MOM / 4.