Как в цепь включается амперметр: Как подключить амперметр через трансформатор тока

Содержание

Как подключить амперметр через трансформатор тока

Если при измерении электрического тока Вы используете амперметр с пределом 1, 5 или даже 10А, а нагрузка будет составлять значение больше этой предельной величины амперметра, то Вам может помочь измерительный трансформатор тока с необходимым коэффициентом.

Напомню, что амперметр включается в электрическую цепь последовательно. А как же будет подключаться амперметр при использовании трансформатора тока?

В общем случае на тт будут два измерительных вывода для подключения амперметра. Подключение же первичного тока к тт происходит последовательно, но имеет особенности в зависимости от типа аппарата, о чем и поговорим ниже.

Подключение амперметра к утт5

Начнем с простого: у нас есть один амперметр и один ТТ с необходимым коэффициентом. Например, амперметр Э-59 и трансформатор тока УТТ-5.

На тт есть выходы измерительные (и1, и2) для подключения вторичного тока (к амперметру) и выходы первичные (общий, 15а, 50а). Так же есть отверстие, через которое можно протянуть кабель по которому будет течь ток, в случае, если известно, что его величина будет более 50А. В принципе все просто: и1 и и2 к амперметру напрямую, нагрузку же либо витками через отверстие, либо на зажимы (общий, 15а, 50а).

Подключение амперметра к и54

Также может встретиться трансформатор тока И54. У него также есть измерительные колки (и1, и2), к которым подключается амперметр напрямую для измерения вторичного тока. Отверстие, куда можно продевать кабель отсутствует. И есть колки первичного тока (л1, л2). Вся магия данного тт состоит в колках, которые расположены в верхней части прибора.

В принципе, на корпусе расположена схема, взглянув на которую можно обо всем догадаться, при условии наличия опыта. Плюс, всегда перед работой с прибором необходимо прочитать документацию на него.

Верхний колок используется при транспортировке и на выключенном приборе. В центральном положении он замыкает первичную обмотку. Левое и правое отверстия нужны для установки в них колка во время работы, чтобы не потерять его вероятно. Доставая колок из центрального отверстия мы размыкаем верхнюю цепочку первичной обмотки тт.

Второй колок, расположенный ниже, используется для выбора коэффициента трансформации. То есть у нас две параллельные ветки.

Порядок такой — верхний колок в центральное положение, нижний в гнездо тока требуемой величины, к и1 и и2 подключаем амперметр, затем подключаем л1 и л2 последовательно в цепь, после чего верхний колок ставим в боковое отверстие или убираем.

Следует помнить, что запрещено раскорачивать вторичную обмотку под нагрузкой, так как это приведет к увеличению погрешности и может вывести тт из строя, пробив изоляцию.

Пересчет тока амперметра при использовании ТТ

Для определения точного значения тока, измеренного по амперметру через трансформатор тока необходимо знать:

  • Предел амперметра по току
  • Шкалу амперметра в единицах
  • Коэффициент трансформации ТТ
  • В некоторых случаях надо знать число витков измеряемого кабеля через тт, для определения коэффициента тт по табличке самого аппарата

Допустим предел амперметра 2,5 А, число делений 150, коэффициент трансформации 100/5. И получили при измерении 67 делений. Сколько же это в амперах?

Получаем: вся шкала 2,5А — 150 делений; Значит Х ампер это 67 делений. Из этой пропорции получаем вторичный ток =2,5*67/150=1,117 А. Далее этот вторичный приводим к первичному умножив на коэффициент трансформации равный 20. Получаем, что измеряемый ток равен 22,3 А. Примерно так можно считать.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

Амперметр. Измерение силы тока в цепи. 8-й класс

Цели урока:

  • Образовательная: повторить понятия:
    электрический ток; правила определения цены
    деления измерительного прибора, составления
    электрических цепей; ознакомить школьников с
    методом измерения силы тока, изучить принцип
    действия амперметра.
  • Развивающая: формировать интеллектуальные
    умения анализировать, сравнивать результаты
    экспериментов; активизировать мышление
    школьников, умение самостоятельно делать выводы,
    развивать речь; продолжить развитие умения
    работать с физическими приборами.
  • Воспитательная: развитие познавательного
    интереса к предмету, расширение кругозора
    учащихся

1. Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Прежде чем начать урок, я
хочу процитировать вам слова знаменитого поэта
Персии

Науку все глубже постигнуть стремись,

Познанием вечного жаждой томись.

Лишь первых познаний блеснет тебе свет,

Узнаешь: предела для знания нет.
Фирдоуси, персидский поэт,

940-1030 гг.

2. Фронтальный опрос

Давайте вспомним материал, который вы
проходили на предыдущих уроках:

  • Что такое электрический ток?
  • Какие условия необходимы для возникновения
    электрического ток?
  • Какие действия может оказывать электрический
    ток?
  • Какой физической величиной характеризуется
    действие электрического тока?
  • В каких единицах она измеряется?

3. Объяснение нового материала

Раз сил тока – физическая величина, то ее можно
измерить. Значит, должен существовать прибор,
позволяющий измерить силу тока. Сегодня на уроке
мы познакомимся с прибором, который измеряет
силу тока, узнаем, как правильно включать это
прибор в цепь и научимся им пользоваться.

Давайте попробуем вместе выяснить, как данный
прибор называется… (амперметр)

А теперь вместе сформулируем тему урока:
Амперметр. Измерение силы тока в цепи.

Перед вами на столе находятся демонстрационный
и лабораторный амперметры.

Принцип действия амперметра схож с
ГАЛЬВАНОМЕТРОМ. Давайте вспомним, какое действие
электрического тока положено в основу действия
гальванометра… Совершенно верно – действие
магнитного поля на рамку с током. Но гальванометр
рассчитан на измерение очень малых токов – 0,00001 А
и, при его включении, нет разницы в какую сторону
течет ток. А вот амперметры могут измерять
десятки и сотни ампер. Амперметр устроен так, что
его включение практически не влияет на
измеряемую величину. По его шкале, всегда можно
определить, на какую наибольшую силу тока он
рассчитан.

Можно ли включать амперметр в цепь с силой тока
превышающей его максимальное значение? (Нет).

Для того чтобы уметь им пользоваться,
необходимо знать следующие правила:

  • Включается амперметр в цепь последовательно с
    тем прибором, силу тока в котором измеряют.
  • Включение амперметра производится с помощью
    двух клемм, или двух зажимов:

(+) и (-). Посмотрите на амперметры на ваших
столах. Клемму со знаком (+) нужно обязательно
соединять с проводом, идущим от (+) полюса
источника.

в случае «зашкаливания» — выхода стрелки
за пределы шкалы — немедленно разомкните цепь!

  • Беречь прибор от резких ударов и тряски, пыли.
  • На электрических схемах обозначается:

Прежде чем приступить к измерению силы тока,
нужно определить цену деления амперметра.
Вспомните, как определить цену деления прибора…берем
два ближайших штриха, отмеченных числами, из
большего числа вычитаем меньшее, и полученный
результат делим на число штрихов между цифрами.
Потренируемся определять цену деления и
показания амперметра.

Давайте теперь попробуем измерить силу тока в
цепи. Как вы думаете, куда именно нужно
подключить амперметр, что бы измерить силу тока в
лампочке?

Будут ли отличаться показания амперметра, если
включить его до лампочки и после лампочки? На эти
вопрос вы ответите сами после выполнения
экспериментального задания. У вас на столах
лежат приборы: Источник тока(батарейка), лампочка
на подставке, ключ, два амперметра,
соединительные провода. Соберите электрическую
цепь по схеме, которая перед вами на экране. Не
забудьте, что клемму со знаком (+) нужно
обязательно соединять с проводом, идущим от (+)
полюса источника.

Ученики выполняют работу: собирают цепь,
измеряют силу тока, делают вывод.

Показания амперметра не зависят от места
включения амперметра в цепь. Это видно из опыта,
т.к. оба амперметра показывают одно и тоже.

Сила тока на всех участках электрической цепи
карманного фонарика одинакова.

4. Рефлексия.

Что же нового вы узнали сегодня на уроке, чему
научились?

Ученики: мы узнали, каким прибором можно
измерить силу тока, как правильно включать его в
цепь и измерили силу тока на лампочке карманного
фонарика.

Теперь нам осталось провести небольшой тест,
что бы выяснить, как вы усвоили новый материал .

(Тест выводится на экран и раздается ученика на
парты. Ученики выполняют тест на отдельных
листочках, которые в конце урока сдают учителю. )



Вариант № 1.

1. Как называется прибор, для измерения силы
тока:

  • Гальвнометр
  • Гальванический элемент
  • Амперметр
  • электрометр

2. Какое действие тока используют в амперметрах?

  1. Тепловое
  2. Химическое
  3. Механическое
  4. Магнитное

3. На рисунке 1 изображены схемы электрической
цепи. Какой из амперметров включен в цепь
правильно?

4. Определите цену деления амперметра

  1. 2 А
  2. 0,5 А
  3. 1 А
  4. 0,5 мА

5. На каком участке цепи, в которой работают
электролампа и звонок, надо включить амперметр,
чтобы узнать силу тока в звонке?

  1. До звонка (по направлению электрического тока)
  2. После звонка
  3. Возле положительного полюса источника тока
  4. На любом участке электрической цепи



Вариант №2

1. Амперметр – прибор для …

  1. Измерения электрического заряда
  2. Измерения силы тока
  3. Обнаружения электрического заряда

2. Силу тока в какой лампе показывает включенный
в эту цепь амперметр?

  1. В №1
  2. В №2
  3. В №3
  4. В каждой из них

3. По показанию амперметра №2 сила тока в цепи
равна 0,5мА. Какую силу тока зарегистрируют
амперметры №1 и №3?

  1. №1 – меньше 0,5мА, №3 – больше 0,5 мА
  2. №1 – больше 0,5мА, №3 – меньше 0,5 мА
  3. №1 и №3, как и №2, — 0,5 мА

4. Определите цену деления амперметра:

  1. 0,5А
  2. 0,2А

5. Как амперметр включается в цепь?

  1. Рядом с тем потребителем тока, в котором надо
    измерить силу тока, соединяя его клемму,
    отмеченную “+”, с проводником, идущим от
    положительного полюса источника тока
  2. Последовательно с элементом цепи, где
    измеряется сила тока, следя за тем, чтобы его
    клемма, отмеченная знаком “+”, была соединена с
    положительным полюсом источника тока
  3. Последовательно с тем участком цепи, в котором
    измеряется сила тока, соединяя его клемму “+” с
    отрицательным полюсом источника тока
  4. Без каких либо правил.

Теперь давайте проверим, как вы ответили на
вопросы теста



Ответы 1 варианта Ответы 2 варианта
№ вопроса № ответа № вопроса

устройство и применение щитовых, стрелочных, электронных амперметров

Когда речь заходит про измерение тока, 90% обычных людей прежде всего представляет замер напряжения. Но другие параметры электропитания не менее важны. Потому надо разобраться, что из себя представляет амперметр переменного тока.

Особенности

Как нетрудно понять уже по названию, амперметр — это устройство для определения силы тока в амперах или производных кратных (дольных) единицах системы СИ. Конкретная единица измерения определяется точностью каждого прибора. В любую электрическую цепь амперметр включается по последовательной схеме по отношению к обследуемому участку цепи. В результате критически важно внутреннее сопротивление прибора.

В идеале оно должно быть сведено к нулю, чтобы предотвратить воздействие внутренней среды аппарата на объект и не понизить точность промера.

Чтобы расширить пространство измерений, используют шунты либо трансформатор. Шунтами оборудуются те устройства, которые рассчитаны на использование в цепях как постоянного, так и переменного тока. Правила безопасности категорически запрещают использование амперметров при прямом подсоединении к источнику питания. Это неизбежно провоцирует короткое замыкание. Но приборы, измеряющие силу тока, могут иметь различное исполнение — и об этом тоже надо сказать.

Разновидности амперметров

Принято делить их на 3 главных типа конструкций:

  • стрелочный электромеханический;
  • стрелочный электронный;
  • полностью цифровой с современными стандартами индикации измерений.

Стрелочные приборы распространены больше остальных, потому что они отличаются большой надежностью и простотой. Для измерения силы переменного тока могут применять индукционные, детекторные и прочие амперметры, кроме магнитоэлектрических устройств (рассчитанных на постоянный ток). Иногда встречается оснащение аппаратов со стрелочной головкой специальными электронными контурами, которые усиливают передающийся сигнал.

Также электроника позволяет исключать перегрузки, отсеивать посторонние шумы и наводки. За последние годы доля цифровых амперметров заметно выросла, но они все еще остаются «на вторых ролях».

Сама цифровая индикация может быть выполнена на базе как жидких кристаллов, так и светодиодов. Если говорить о стрелочных приборах, то разница между ними касается того, как именно создается вращение стрелки. В электромагнитных аппаратах оно возникает в результате механического действия тока в промежутке между катушкой и движущимся сердечником из ферромагнитного материала. К сердечнику и крепится стрелка. Задание угла поворота происходит, когда становятся равными вращающий момент и сопротивление рабочей пружины.

Отдельного внимания заслуживают щитовые амперметры. По принципу работы они почти не отличаются от других типов. Вместо отдельной «коробочки» используется целый «щит», обеспечивающий стабильность положения прибора. Именно такие устройства востребованы:

  • в производственных цехах;
  • в лабораториях промышленных предприятий;
  • в учебных заведениях;
  • на генерирующих и распределяющих ток объектах;
  • в бортовой аппаратуре транспортных средств;
  • в автоматизированных комплексах;
  • в трансформаторных подстанциях.

Что еще нужно знать про амперметры переменного тока

В практических измерениях силы тока используют 3 основные единицы — собственно ампер, микроампер и миллиампер. Сокращенные обозначения — А, мкА и мА соответственно. По используемой единице измерения выделяют:

  • амперметр;
  • миллиамперметр;
  • микроамперметр.

Шунты, которые раздвигают диапазон измерений, подсоединяют при помощи особых гаек. Подключение шунта к измерительному прибору должно производиться строго до включения питания. Необходимо внимательно следить за соблюдением полярности при подключении, в противном случае прибор «измерит» отрицательное значение силы тока. Электромагнитный амперметр менее чувствителен, чем магнитоэлектрический, но зато подходит как раз для замеров переменного тока.

Что касается ферродинамических измерителей, то они устроены по тому же принципу, что и электродинамические.

Но преимуществом в этом случае будет лучшая защита от негативных внешних факторов. Отпадает необходимость использовать внешние защитные экраны для противодействия наводкам. Сама конструкция — чисто механически — проста и надежна, стабильна при любых нормальных ситуациях. Из-за этого ферродинамический амперметр используют в ответственных отраслях промышленности и на оборонных объектах. Пользоваться им к тому же сравнительно просто, а точность замеров выше, чем у других аналоговых аппаратов.

Свои преимущества есть и у цифрового амперметра. Он находит применение как в производстве, так и в повседневной жизни. Подобные устройства сравнительно невелики, но очень точны. Кроме того, они:

  • имеют меньшую массу, чем аналоговые приборы;
  • не подвержены воздействию вибраций;
  • сохраняют работоспособность после слабого удара;
  • одинаково эффективны в горизонтальном или вертикальном положении;
  • могут переносить довольно значительные колебания температур и давления.

Если нужны максимально точные замеры, следует отдавать предпочтение амперметрам с сопротивлением не более 0,5 Ом. Очень хорошо, когда зажимы контактов подвергаются антикоррозийной обработке. При выборе устройства нужно смотреть и на качество изготовления корпуса. Малейшие механические дефекты там совершенно недопустимы, как и любое нарушение герметичности. Попадание внутрь воды либо водяных паров не только сокращает срок службы амперметра, но и многократно понижает достоверность его показаний.

Что такое амперметр переменного тока, смотрите далее.

Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр.

Приветствую всех читателей на нашем сайте и сегодня в рамках курса “Основы электроники” мы будем изучать основные способы измерения силы тока, напряжения и других параметров электрических цепей. Естественно, без внимания не останутся и основные измерительные приборы, такие как вольтметр и амперметр.

Измерение тока. Амперметр.

И начнем мы с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой примерчик:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи должна быть равна:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи 🙂

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А. Почему это так важно? Смотрите сами – при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится сопротивление, и мы получим следующее значение:

I = \frac{U}{R_1+r_А}

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n – это коэффициент шунтирования – число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и мы получим нужное нам значение. Для реализации нашей задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

I = I_R + I_А

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нам и нужно измерить 🙂

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Измерение напряжения. Вольтметр.

Прибор, предназначенный для измерения напряжения называется вольтметр. И, в отличие от амперметра, в цепь он включается параллельно участку цепи, напряжение на котором необходимо определить. И, опять же, в противоположность идеальному амперметру, имеющему нулевое сопротивление, сопротивление идеального вольтметра должно быть равно бесконечности. Давай разберемся с чем это связано:

Если бы в цепи не было вольтметра, ток через резисторы был бы один и тот же и определялся по Закону Ома следующим образом:

I_1 = I_2 = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{30}{10 + 20} = 1

Итак, величина тока составила бы 1 А, а соответственно напряжение на резисторе 2 было бы равно 20 В. С этим все понятно, а теперь мы хотим измерить это напряжение вольтметром и включаем его параллельно с R_2. Если бы сопротивление вольтметра было бы бесконечно большим, то через него просто не потек бы ток (I_B = 0), и прибор не оказал бы никакого воздействия на исходную цепь. Но поскольку r_В имеет конечную величину и не равно бесконечности, то через вольтметр потечет ток. В связи с этим напряжение на резисторе R_2 уже не будет таким, каким бы оно было при отсутствии измерительного прибора. Вот поэтому идеальным был бы такой вольтметр, через который не проходил бы ток.

Как и в случае с амперметром, есть специальный метод, который позволяет увеличить пределы измерения напряжения для вольтметра. Для осуществления этого необходимо включить последовательно с прибором добавочное сопротивление, величина которого определяется по формуле:

R_Д = r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)

Это приведет к тому, что показания вольтметра будут в n раз меньше, чем значение измеряемого напряжения. По традиции давайте рассмотрим небольшой практический пример:

Здесь мы добавили в цепь добавочное сопротивление R_3. Перед нами стоит задача измерить напряжение на резисторе R_2:\medspace U_2 = R_2\medspace I_2. Давайте определим, какой результат при таком включении выдаст нам вольтметр:

U_2 = I_2\medspace R_2 = U_В + I_В\medspace R_3

Подставим в эту формулу выражение для расчета сопротивления добавочного резистора:

U_2 = U_В + I_В\medspace (r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)) = U_В + I_В\medspace r_В\medspace n\medspace-\medspace I_В\medspace r_В = U_В + U_В\medspace n\medspace-\medspace U_В = U_В\medspace n

Таким образом: U_В = \frac{U_2}{n}. То есть показания вольтметра будут в n раз меньше, чем величина напряжения, которое мы измеряли. Так что, используя данный метод, возможно увеличить пределы измерения вольтметра!

В завершении статьи пару слов об измерении сопротивления и мощности.

Для решения обеих задач возможно совместное использование амперметра и вольтметра. В предыдущих статьях (про мощность и сопротивление) мы подробно останавливались на понятиях сопротивления и мощности и их связи с напряжением и сопротивлением, таким образом, зная ток и напряжение электрической цепи можно произвести расчет нужного нам параметра. Ну а кроме того есть специальные приборы, которые позволяют произвести измерения сопротивления участка цепи – омметр – и мощности – ваттметр.

В общем-то, на этом, пожалуй, на сегодня закончим, следите за обновлениями и заходите к нам на сайт! До скорых встреч!

Измерение тока и напряжения — Знаешь как

Содержание статьи

Схемы включения амперметра и вольтметра

Показание амперметра определяется током в его измерительном механизме. Поэтому для измерения тока в каком-либо участке электрической цепи, приемнике или генераторе амперметр надо включить так, чтобы измеряемый ток проходил через него. Следовательно, амперметр включается последовательно с приемником, генератором или участком цепи (рис. 7-7).

Рис. 7-7. Включение амперметров и вольтметров.

Включение амперметра не должно изменить режим работы цепи» следовательно, сопротивление его должно быть малым по сравнению с сопротивлением приемника или участка цепи. При малом сопротивлении амперметра (ra) и номинальном токе его (Ia,н) мала и номинальная мощность потерь в нем

Рa.н = I2а.нra

Если измеряемый ток больше номинального тока измерительного механизма (амперметра), то для расширения предела измерения тока в цепях постоянного тока применяют шунты, рассмотренные ниже, а в цепях переменного тока — трансфо рматоры тока.

Показание вольтметра определяется напряжением на его зажимах. Поэтому для измерения напряжения на зажимах приемника или генератора необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра, т. е. присоединить вольтметр п араллельно потребителю или генератору (рис. 7-7).

Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (генератора), параллельно которому он включается с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи). При большом сопротивлении вольтметра (ra) номинальный ток ero(Iв,н) мал, мала и номинальная мощность потерь в нем (Рв,н), так как

Iв.н = Uв.н /rв и Рв.н =U2в.н /rв

Напряжение на зажимах измерительного механизма

Uи = Iиrи

Так как сопротивление медной обмотки измерительного механизма rи изменяется на 4% при изменении температуры на 10° С, то напряжение Uи не пропорционально току Iи, а следовательно, и углу поворота подвижной части. Таким образом, точное измерение напряжения невозможно.

Включив последовательно с измерительным механизмом большое добавочное сопротивление (rД > rи) из манганина, температурный коэффициент которого близок к нулю, получим сопротивление вольтметра rвrиrД практически независимым от температуры.

Таким образом, угол поворота подвижной части вольтметра будет пропорционален не только току, но и напряжению на зажимах

Uв = Iи(rи + rд) = Iиrв = Iиconst.

Добавочное сопротивление, кроме того, применяется для увеличения номинального напряжения вольтметра, так как номинальное напряжение измерительного механизма обычно мало.

Для расширения предела измерения напряжения в цепях переменного тока высокого напряжения наряду с добавочным сопротивлением применяют измерительные трансформаторы напряжения.

Из изложенного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одинакового устройства, отличающиеся только своими параметрами. Но амперметр и вольтметр по разному включаются в измеряемую цепь и имеют разные внутренние измерительные схемы.

Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры

Выше указывалось, что наибольший номинальный ток, на который изготовляются магнитоэлектрические измерительные механизмы, не превышает 100 ма. Таким образом, магнитоэлектрические приборы для измерения малых токов (гальванометры, микроамперметры, миллиамперметры) представляют собой измерительный механизм, катушка которого присоединена к зажимам прибора, расположенным на его корпусе, а на шкалах непосредственно наносятся значения измеряемого тока.

Рис. 7-8. Измерительный механизм с шунтом.

Магнитоэлектрический амперметр представляет собой измерительный механизм той же системы с шунтом для расширения предела измерения тока. Шунт присоединяется параллельно измерительному механизму (рис. 7-8).

Измеряемый ток в узле а делится на две части: ток шунта Iɯ и ток измерительного механизма IиПадение напряжения на разветвлении (рис. 7-8)

Uаб = Iиrи = I((rиrш)/rи+rш)

откуда

I = Iи((rи+rш) /rш) = Iиp

Рис. 7-9. Амперметр с многопредельным шунтом.

При постоянных значениях сопротивления шунта rш и сопротивлении измерителя rи измеряемым током итоком измерительного механизма Iи будет постоянное отношение р.. Следовательно, по углу поворота подвижной части измерительного механизма можно определять измеряемый ток. Шунты должны иметь достаточное сечение, исключающее возможность их нагревания и связанных с этим погрешностей, Шунты на токи до 25—50 а обычно помещаются в кожухе прибора, а на большие токи — вне прибора отдельно от него.

Технические амперметры имеют однопредельные шунты, а образцовые и лабораторные—многопредельные (рис. 7-9).

Рис. 7-10. Измерительный механизм с добавочным сопротивлением

Различные пределы измерения получаются изменением сопротивления шунта при перестановке штепселя из одного гнездами другое. Магнитоэлектрический вольтметр представляет собой измерительный механизм той же системы с добавочным сопротивлением для расширения предела измерения напряжения (рис. 7-10). На шкале вольтметра наносятся деления, дающие значения напряжения на его зажимах:

U = I(rи + rд)

которое больше напряжений на измерительном механизме

Uи = Irи в р = (rи + rд)/rи раз

Технические вольтметры имеют однопредельное, а образцовые и лабораторные — многопредельные добавочные сопротивления (рис. 7-11). Различные номинальные напряжения получаются использованием различных добавочных сопротивлении, что достигается переносом одного из проводов с одного зажима вольтметра на другой, или переключением переключателя или штепселя.

Рис 7-11. Вольтметр с многопредельным добавочным сопротивлением.

Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры изготовляются как образцовые и лабораторные (класс точности 0,1—0,5), так и технические (класс 1—2,5).

Они обладают высокой чувствительностью, малым влиянием внешних магнитных полей, незначительным влиянием температуры, малой мощностью потерь, чувствительностью к перегрузкам.

Выпрямительные амперметры и вольтметры

Выпрямительные амперметры представляют собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с полупроводниковым выпрямителем (рис. 7-12).

В течение одного пол у пер иода ток идет по пути абгв, в течение второго пол у периода по пути вбга. Следовательно, через измерительный механизм в течение каждого полупериода переменного тока проходит полуволна тока одного и того же направления. Средний вращающий момент и угол поворота подвижной части зависят от среднего тока, а этот последний при синусоидальном токе пропорционален действующему значению тока, значения которого и наносятся на шкале амперметра.

Расширение предела измерения тока достигается применением шунтов.

Рис. 7-12. Схема выпрямительного амперметра и кривая тока в измерительном механизме.

Выпрямительные вольтметры представляют собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с полупроводниковым выпрямителем и добавочным сопротивлением (рис. 7-13).

Угол поворота подвижной части, как и у амперметра, при синусоидальной измеряемой величине пропорционален действующему значению тока, а при постоянном сопротивлении вольтметра — действующему значению напряжения,  которые и наносятся на шкале вольтметра.

Выпрямительные амперметры и вольтметры имеют класс точности 1,5—2,5. Они применяются главным образом в цепях переменного тока повышенной частоты до 10 кгц.

Рис 7.13 Схема выпрямительного вольтметра

Термоэлектрические амперметры и вольтметры

Термоэлектрический амперметр представляет собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с термопреобразователем (рис. 7-14), а вольтметр, кроме того, имеет добавочное сопротивление.

Два сваренных конца двух проводов из разных металлов называются термопарой. Несваренные концы термопары называются с в о б о д н ы м и, сваренные — рабочими.

При нагреве рабочих концов термопары на свободных концах появится разность потенциалов называемая термоэлектродвижущей силой — термо-э д. с. Термо-э. д. с. зависит от металлов, образующих термопару, и разности температур между рабочими и свободными концами термопары, а при постоянной температуре свободных концов — от температуры рабочего конца термопары. Приварив к рабочему концу термопары проводник — нагреватель, получим термопреобразователь.

Рис. 7-14. Термоэлектрический амперметр.

При прохождении переменного тока по нагревателю он нагревается, нагревает рабочий конец термопары и на свободных концах ее появится термо-э. д. с. Если к этим концам присоединен измерительный механизм, то в нем появится ток и подвижная часть повернется на угол зависящий как от термо-э. д. с.,так и от измеряемого переменного тока, проходящего по нагревателю. На шкале амперметра наносятся действующие значения тока.

Вольтметр отличается от амперметра добавочным сопротивлением, соединенным последовательно с нагревателем термопреобразователя. В этом случае угол поворота подвижной части зависит не только от тока, но и от напряжения на зажимах вольтметра. На шкале наносится действующее значение этого напряжения.

Точность термоэлектрических приборов соответствует классам 1,5—2,5.

Термоэлектрические приборы применяются в цепях переменного тока повышенной и высокой частоты (до 10— 50 Мгц).

Электромагнитные амперметры и вольтметры

Показание электромагнитного измерительного механизма зависит от тока в его катушке, значения которого и наносятся на шкале амперметра. Катушка электромагнитного амперметра неподвижна вес ее не влияет на погрешность от трения, поэтому она может быть изготовлена из провода любого сечения и, следовательно, на любой номинальный ток. Щитовые амперметры изготовляются нашими заводами на номинальный ток до 300 а.

Рис. 7-15. Схема электродинамического миллиамперметра.

Электромагнитный вольтметр состоит из одноименного измерительного механизма на номинальный ток 20—30 ма и последовательно соединенного с ним добавочного сопротивления из манганина (рис. 7-10).Добавочное сопротивление — активное и несоизмеримо больше реактивного сопротивления катушки измерительного механизма, поэтому общее сопротивление вольтметра практически активное и мало зависит от рода тока и частоты. При постоянном сопротивлении вольтметра угол поворота подвижной части зависит не только от тока в катушке, но и пропорционального ему напряжения на зажимах вольтметра, значения которого и наносятся на шкале прибора.

Электромагнитные амперметры и вольтметры широко применяются в установках переменного тока технической частоты как щитовые, приборы классов точности 1,5—2,5. Наша промышленность наряду с техническими приборами выпускает также переносные амперметры и вольтметры для постоянного и переменного тока класса точности 0,5,

Электродинамические и ферродинамические амперметры  и вольтметры

Электродинамический амперметр представляет собой измерительный механизм того же названия, катушки которого соединены последовательно или параллельно в зависимости от его номинального тока, а на шкале нанесены деления, соответствующие значениям тока, проходящего по амперметру.

Подвижная катушка для уменьшения погрешности от трения делается легкой из провода малого сечения на номинальный ток не выше 100 ма. Неподвижную катушку изготовляют из провода разного сечения в зависимости от номинального тока, который может быть 5 а и выше. Поэтому в миллиамперметрах катушки соединяются последовательно (рис. 7-15), а в амперметрах — параллельно (рис. 7-16).

Рис. 7-16. Схема электродинамического амперметра.

При последовательном соединении катушек токи в них одинаковы и совпадают по фазе, следовательно, угол поворота подвижной части прибора пропорционален квадрату тока

α = Ʀ1I1I2 cosΨ = Ʀ2I2

При параллельном соединении катушек амперметра и постоянных сопротивлениях ветвей каждый из токов катушек I1 и I2 пропорционален измеряемому току Если, кроме того, активные и реактивные сопротивления ветвей подобраны так, что токи I1 и I2 совпадают по фазам (Ψ — 0), то как и в предыдущем случае угол поворота подвижной части амперметра будет пропорционален квадрату измеряемого тока, т. е.

α = Ʀ1I1I2 cosΨ = Ʀ2I2

Электродинамические вольтметры состоят из измерительного механизма того же названия, катушки которого изготовлены из провода малого сечения на номинальный ток 20—50 ма и соединены последовательно между собой и с добавочным сопротивлением (рис. 7-17).

Рис. 7-17. Схема электродинамического вольтметра.

Добавочное сопротивление предназначено для расширения предела измерения напряжения и уменьшения влияния температуры, рода тока и частоты на показание вольтметра.

Электродинамические амперметры и вольтметры изготовляются в качестве образцовых и лабораторных приборов (класс точности 0,1—0,5) для цепей переменного тока стандартной и повышенной частоты до 2 000 гц. Электродинамические приборы обладают высокой точностью и пригодны для постоянного и переменного тока.

Они чувствительны к перегрузкам и к влиянию внешних магнитных полей.

Ферродинамические амперметры и вольтметры имеют те же внутренние измерительные схемы, что и электродинамические приборы. Они применяются главным образом как самопишущие приборы для цепей переменного тока. Ферродинамические приборы обладают невысокой точностью (класс точности 1,5—2,5), большим вращающим моментом, прочной и надежной конструкцией. Они практически не чувствительны к влиянию внешних магнитных полей.

 

Статья на тему Измерение тока и напряжения

Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства

Что же такое шунт? Это слово заимствовано из английского языка («shunt», и дословно означает «ответвление»). Физически это сопоставимо, так как через этот элемент, подключенный параллельно к измерительному прибору, проходит большая часть тока, а меньшая – ответвляется в сам прибор. В этом его принцип действия аналогичен байпасу, установленному в системах отопления.

Устройство амперметра

Чтобы осознать необходимость включения амперметра через шунт, напомним вкратце его устройство.

Внутри поля постоянного магнита находится катушка – рамка. По ее виткам протекает измеряемый ток. В зависимости от величины измеряемого параметра положение катушки относительно постоянного магнитного поля изменяется. На ее оси жестко закреплена стрелка прибора. Чем больше измеряемый ток, тем больше отклоняется стрелка.

Чтобы рамка могла поворачиваться, ее ось крепят в подпятниках, либо вывешивают на растяжках. При использовании подпятников ток рамки проходит по спиральным пружинам, если же подвижная часть прибора подвешена на растяжках, то они являются проводниками тока.

Из этой конструкции следует, что величина тока в рамке конструктивно ограничена. Пружины и растяжки не могут одновременно быть достаточно упругими и иметь большое сечение.

Подключение амперметра через трансформатор тока

Расширение пределов измерения амперметра возможно, если использовать дополнительно устройство, называемое трансформатор тока. Работает оно по принципу обычного трансформатора, но первичная обмотка содержит всего несколько витков. При прохождении по ней измеряемого тока его величина во вторичной обмотке будет меньше в несколько раз.

Но такие трансформаторы имеют соответствующие габариты и применяются только в промышленных сетях. В малогабаритных же устройствах их использование нецелесообразно.

Подключение амперметра через шунт

Если прибор включается в измерительную цепь напрямую, без трансформатора тока, его называют амперметром прямого включения.

Без шунта можно использовать приборы, рассчитанные на небольшую силу тока, порядка миллиампер. За счет шунтирования измерительной обмотки сопротивлением, большим, чем ее собственное, мы можем изменить предел измерения. Схема включения сложностью не отличается: через шунт проходит измеряемый ток, а параллельно ему подключается амперметр.

В дело здесь вступает первый закон Кирхгофа. Измеряемый ток делится на два: один протекает через рамку, второй – через шунт.

Соотноситься между собой они будут так:

Расчет сопротивления шунта

Отсюда следует, что, зная ток полного отклонения измерительной системы (Iпр) и внутреннее сопротивление рамки (Rпр), можно вычислить требуемое сопротивление шунта (Rш). И тем самым изменить предел измерения амперметра.

Но, перед тем как переделать миллиамперметр в амперметр, нужно решить две непростых задачи: узнать ток полного отклонения измерительной системы и ее сопротивление. Можно найти эти данные, зная тип миллиамперметра, который переделывается. Если это невозможно, придется провести ряд измерений. Сопротивление можно измерить мультиметром. А вот для второго параметра потребуется подать на прибор ток от постороннего источника, измеряя его величину с помощью цифрового амперметра.

Но такой расчет шунта для амперметра не будет точным. Невозможно с помощью подручных средств обеспечить требуемую точность измерений. Система измерения с шунтом имеет большую чувствительность к погрешности при определении исходных данных. Поэтому на практике проводится точная подгонка сопротивления шунта и калибровка амперметра.

Подгонка измерительной системы

Для изготовления заводских изделий используются материалы, не изменяющие своих характеристик в широком диапазоне температур. Поэтому лучший вариант – подбор готового шунта и подгонка для своих целей уменьшением сечения и длины его проводника до соответствия рассчитанному значению. Но для изготовления шунта для амперметра можно использовать и подручные материалы: медную или стальную проволоку, даже скрепки подойдут.

Теперь потребуется блок питания с регулятором напряжения, чтобы выдать требуемый ток. Для нагрузки можно использовать резистор соответствующей мощности или лампы накаливания.

Сначала добиваемся соответствия полного отклонения стрелки прибора при максимальном значении измеряемой величины. На этом этапе подбираем сопротивление нашей самоделки до максимально возможного совпадения с конечной риской на шкале.

Затем проверяем, совпадают ли промежуточные риски с соответствующими им значениями. Если нет – разбираем амперметр и перерисовываем шкалу.

И когда все получилось – устанавливаем готовый прибор на свое место.

Естественные науки 8 класс

Цепь серии — это цепь, в которой существует только один путь для прохождения электрического тока. Компоненты расположены один за другим по единому пути. Когда мы подключаем компоненты, мы говорим, что они соединены последовательно . Мы уже видели примеры последовательной схемы в предыдущей главе.

Амперметр

Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи. Он включен в цепь последовательно.Сила тока измеряется в амперах (А).

Ампер назван в честь Андре-Мари Ампера (1775-1836), французского математика и физика. Его считают отцом электродинамики, которая изучает влияние электромагнитных сил между электрическими зарядами и токами.

Амперметр.

Какой символ у амперметра? Нарисуйте это здесь.

Как вы думаете, амперметр будет иметь высокое или низкое сопротивление току? Объяснить свой выбор.



Амперметры

обладают чрезвычайно низким сопротивлением, поскольку они не должны каким-либо образом изменять измеряемый ток.

Ампер часто сокращается до «ампер».

Последовательная цепь обеспечивает только один путь для движения электронов. Давайте разберемся, что происходит, когда мы увеличиваем сопротивление в последовательной цепи.

Цель этого исследования — показать учащимся, что добавление дополнительных резисторов последовательно увеличивает общее сопротивление цепи и что это снижает силу тока.

AIM: Исследовать влияние добавления резисторов в последовательную цепь.

Это хорошая возможность для групповой работы, если у вас достаточно оборудования, но убедитесь, что каждый учащийся может правильно подключить амперметр и точно читать шкалу амперметра. Если у вас недостаточно оборудования для всех учащихся, вы можете провести этот эксперимент в качестве демонстрации. Возможно, дайте нескольким учащимся возможность выйти вперед и помочь подключить амперметры.Если у вас нет амперметров, вы можете использовать яркость лампочек, чтобы указать силу тока. Чем больше ток, тем ярче будет светиться лампочка. Это означает, что, если лампочка ярко светится, через нее должен проходить большой ток. Если лампочка более тусклая, значит, через нее протекает меньший ток.

Если у вас нет физического оборудования для этого расследования, но у вас есть доступ в Интернет, используйте моделирование PhET, найденное здесь: http: // phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc

Моделирование также полезно, потому что амперметры (и вольтметры), обычно используемые в школьных лабораториях, часто неправильно калибруются или не обслуживаются регулярно и поэтому часто дают немного неточные результаты.

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования.



Это зависит от учащегося. Гипотеза должна связывать зависимые и независимые переменные и делать прогноз.Зависимая переменная будет изменяться при изменении независимой переменной. Вот пример возможного ответа:

По мере увеличения количества резисторов сила тока уменьшается.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

  • Элементы 1,5 В
  • 3 лампы накаливания
  • Провода изолированные медные
  • переключатель
  • амперметр

Важно, чтобы лампы фонарей имели одинаковое сопротивление и не выбирались случайным образом.Переключатель не является важной частью этого расследования. Его можно исключить из схемы.

МЕТОД:

Постройте цепь, включив последовательно ячейку, амперметр, 1 лампочку и выключатель.

Фотография, показывающая установку.

Замкните переключатель или цепь, если вы не используете переключатель.

Обратите внимание, как ярко светит лампочка, и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 1

Добавить в цепь еще одну лампочку.

Обратите внимание на яркость лампочек и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 2.

Добавить третью лампочку в цепь.

Обратите внимание на яркость лампочек и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему последней построенной вами схемы.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните таблицу:

Количество лампочек в серии

Яркость ламп

Показания амперметра (A)

1

30002

07

3

Яркость лампочек — качественное сравнение.Учащиеся должны использовать слова «яркий, яркий, самый яркий» как способ описания светящихся лампочек. График должен отображать количественные данные показаний амперметра и количество лампочек. Если у вас нет амперметра для снятия показаний, либо не рисуйте график, либо измените график на гистограмму, у которой ярче, ярче и ярче значения на оси Y. Это не особенно полезный график, но он даст учащимся возможность попрактиковаться в рисовании гистограммы и даст им визуальное представление об уменьшении силы тока по мере увеличения количества лампочек.

Нарисуйте график, показывающий взаимосвязь между количеством лампочек и силой тока.

Эти результаты являются примером возможных результатов. Фактические результаты, полученные учащимися, будут отличаться, но тенденция должна быть аналогичной. По мере увеличения количества лампочек в серии, показания амперметра и яркость лампы должны уменьшаться.

Количество лампочек в серии

Яркость ламп

Показания амперметра (A)

1

099, самые яркие

15

2

яркий

0,07

3

dimmest

0,05

может дать нет идеальные результаты, и если лампочки слишком сильно нагреваются между добавлением новых ламп, их сопротивление будет выше.Важно, чтобы учащиеся видели тенденцию к снижению.

АНАЛИЗ:

Что произошло с яркостью лампочек при увеличении количества лампочек?


Лампы стали тусклее по мере добавления новых ламп.

Когда у вас было две лампочки, светились ли они с одинаковой яркостью или одна была ярче другой?


Лампы светились с одинаковой яркостью.

Когда у вас было три лампочки, они светились так же, как друг друга, или одна была ярче других?


Лампы светились с одинаковой яркостью.

Что ваши ответы на предыдущие вопросы говорят вам о токе в последовательной цепи?



Если все лампочки светятся одинаково, это означает, что все они имеют одинаковый ток.Это означает, что ток везде в последовательной цепи одинаков.

Что произошло с показаниями амперметра, когда вы добавили несколько лампочек последовательно?


Показание амперметра уменьшилось.

ВЫВОД:

На основании ваших ответов, что произошло с током, когда было добавлено несколько лампочек последовательно?



По мере добавления лампочек ток уменьшался.

Ваша гипотеза принята или отвергнута?


Этот ответ будет зависеть от гипотезы, написанной учащимся в начале исследования.

По мере последовательного добавления резисторов общее сопротивление цепи увеличивается. По мере увеличения общего сопротивления сила тока уменьшается. Что произойдет, если мы увеличим количество последовательно соединенных ячеек? Станет ли ток больше или меньше? Давайте разбираться.

Это исследование покажет, что добавление большего количества ячеек последовательно увеличивает силу тока. Будьте осторожны с этим занятием, потому что, если у вас недостаточно сопротивления в вашей цепи, вы можете повредить лампы фонарей. Используйте по крайней мере две лампочки фонарика или лампочку фонарика и резистор, чтобы поддерживать достаточно высокое сопротивление. Если у вас есть амперметры, вы можете использовать количественные данные, чтобы показать, что добавление большего количества ячеек последовательно увеличивает силу тока. Если у вас нет амперметров, то используйте в качестве качественных данных яркость лампочек.Используйте такие термины, как тусклый, яркий, самый яркий. Учащиеся не смогут рисовать эффективные графики с качественными данными, но вы можете дать им примеры данных в руководстве для учителя и попросить их нарисовать линейный график, если им понадобится практика.

ЦЕЛЬ: Исследовать влияние увеличения количества последовательно соединенных ячеек на силу электрического тока.

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования. Не забудьте упомянуть, как увеличение количества ячеек повлияет на силу тока.



Этот ответ зависит от учащегося. Они должны указать, как независимая переменная повлияет на зависимую переменную. Помните, что гипотеза не обязательно должна быть верной. Докажут или опровергнут его, завершив расследование. Вот пример возможной гипотезы: по мере увеличения количества последовательно соединенных ячеек сила тока увеличивается.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ

  • три ячейки 1,5 В
  • Провода изолированные медные
  • амперметр
  • 2 лампы накаливания (или 1 лампа накаливания и один резистор)

МЕТОД:

Постройте цепь из 1 элемента, амперметра и двух лампочек фонарика.

Наблюдайте за яркостью лампочек и запишите показания амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 1.

Добавьте вторую ячейку последовательно и наблюдайте за яркостью лампочек. Нарисуйте принципиальную схему вашей схемы.

Запишите показание амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 2.

Добавьте третью ячейку последовательно и наблюдайте за яркостью лампочек.Нарисуйте принципиальную схему вашей схемы.

Запишите показание амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните таблицу:

Количество ячеек в серии

Яркость ламп

Показания на миллиметре (A)

1

0

0

901

3

Это пример результатов.Фактические результаты, полученные учащимися, будут отличаться, но тенденция должна быть аналогичной. По мере увеличения количества ячеек показания амперметра и яркость лампы должны увеличиваться.

Количество ячеек в серии

Яркость ламп

Показания амперметра (A)

1

0

9007 0,0997

0

2

светлый

0.15

3

самый яркий

0,22

ВЫВОД:

Какие выводы можно сделать по форме графика?

По мере увеличения количества последовательно соединенных ячеек увеличивается и сила тока.

Ваша гипотеза верна или ложна?

Этот ответ зависит от исходной гипотезы учащегося.

Мы видели, что увеличение количества ячеек в серии увеличивает ток, но увеличение количества резисторов уменьшает ток.

Теперь исследуем силу тока в разных точках последовательной цепи.

Первое исследование было посвящено уменьшению силы тока при последовательном подключении большего количества резисторов. Это исследование подтверждает, что сила тока одинакова во всех точках последовательной цепи. Это необязательное расследование. Это может быть демонстрация, если ваше оборудование ограничено. Это хорошая возможность для групповой работы, но убедитесь, что каждый ученик может правильно подключить амперметр и понимать шкалу амперметра.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС: Одинакова ли сила тока во всех точках последовательной цепи?

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования. Как вы думаете, что произойдет в этом расследовании?



Это зависит от учащегося. Учащимся необходимо упомянуть независимые и зависимые переменные. Зависимая переменная будет изменяться при изменении независимой переменной.

Вот два примера приемлемой гипотезы:

  • Ток будет отличаться в разных точках цепи ИЛИ
  • Ток будет одинаковым в разных точках цепи.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

  • изолированные медные соединительные провода.
  • две ячейки 1,5В
  • две лампы накаливания
  • амперметр

МЕТОД:

Установите последовательную цепь с двумя ячейками и двумя лампами накаливания, соединенными последовательно друг с другом.

Вставьте амперметр последовательно между положительной клеммой аккумулятора и первой лампой фонарика.

Измерьте силу тока с помощью амперметра.Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 1.

Снимите амперметр и снова замкните цепь.

Вставьте амперметр последовательно между двумя лампами резака.

Измерьте силу тока с помощью амперметра. Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 2.

Снимите амперметр и снова замкните цепь.

Вставьте амперметр последовательно между последней лампочкой фонарика и отрицательной клеммой батарей.

Измерьте силу тока с помощью амперметра. Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните следующую таблицу:

Положение амперметра в цепи

Показание амперметра (A)

Между положительной клеммой элемента и первой лампочкой

Между двумя лампочками

99

Между отрицательной клеммой ячейки и последней лампой

Показания амперметра должны быть одинаковыми в любой точке последовательной цепи.

ВЫВОДЫ:

Напишите заключение по результатам.


Сила тока одинакова в любой точке последовательной цепи.

Ваша гипотеза верна или ложна?


Этот ответ будет зависеть от гипотезы, написанной учащимся в начале исследования.

В последовательной цепи электроны могут двигаться только по одному пути.Сила тока везде одинакова.

Что мы узнали о последовательных схемах?

  • Есть только , один путь , по которому должны двигаться электроны.

  • Ток протекает с одинаковой силой повсюду в последовательной цепи, потому что существует только один путь. Мы говорим, что ток одинаковый во всех точках цепи.

  • Если вы добавите несколько резисторов последовательно, ток во всей цепи уменьшится на .

Почему ток остается неизменным во всех точках? Давайте подумаем о том, как электрический ток проходит по цепи. Вы помните, что мы говорили о делокализованных электронах в металлах в предыдущей главе?

Электроны в проводнике обычно дрейфуют в разных направлениях внутри металла, как показано на схеме.

Делокализованные электроны свободно перемещаются в проводящем проводе. Когда провод соединен по замкнутой цепи, электроны движутся к положительному выводу батареи.

Когда мы строим замкнутую цепь с ячейкой в ​​качестве источника энергии, все электроны начнут двигаться к положительной стороне ячейки. Скорость, с которой движутся электроны, определяется сопротивлением проводника.

Электроны повсюду в проводящих проводах и электрических компонентах. Когда цепь замкнута, все электроны начинают двигаться в одном и том же общем направлении одновременно . Вот почему лампочка включается сразу после включения выключателя.

[ссылка]

Имитация, указанная в поле для посещения, помогает продемонстрировать, как лампочка включается сразу после включения выключателя.

В последовательной цепи все электроны проходят через каждый компонент и провод, когда они проходят через цепь. Все электроны испытывают одинаковое сопротивление и движутся с одинаковой скоростью.

Это означает, что на приведенной ниже диаграмме показания всех трех амперметров будут одинаковыми, поэтому: A 1 = A 2 = A 3

как нарисовать символы электрических цепей что такое электрический ток? какая разница потенциалов? как интерпретировать принципиальные схемы igcse / gcse 9-1 Physics примечания к редакции

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 2: Электрические схемы и способы их рисования, обозначения схем,
Введение в последовательные и параллельные схемы

Редакция Доктора Брауна по физике
Банкноты

Подходит для курсов GCSE / IGCSE Physics / Science или
их эквивалент

Что такое электрическая схема
а что такое электрический ток? Как нарисовать электрическую схему? Как
вы интерпретируете принципиальную схему? Вы знаете символы своих схем? В чем разница между серией
схема и параллельная схема? Можете ли вы интерпретировать, что происходит, когда цепь
включен?


Подиндекс этой страницы

1.Определения и что такое электрический ток и электрическая схема?

2.
Условные обозначения и символика электрических цепей, используемые при построении принципиальных схем

3.

Примеры простых схем и их интерпретация

См.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 для обзора всей электроэнергии
уравнения, которые могут вам понадобиться.


Викторина по теме «Электрооборудование
схемы »Основные вопросы доработки от КС3
наука-физика о простых схемах, схемах и компонентах, токе
&
показания амперметра, полезные схемы — опасности и как они работают — что
ты вспомнил?




1.Определения и что такое электрический ток и электрическая схема?

На этой странице Я упомянул родственника
показания амперметра как a1, a2
и т. д., но на всех остальных страницах I 1 , I 2
и т.д. будут использоваться.

В
схема схема 01 (справа) простейшая разновидность электрической схемы , которая может делать что угодно
полезно например зажигая лампочку (символ
)
с использованием одноэлементной батареи (символ
).

Переключатель замкнут (‘вкл’, символ
) для завершения
электрическая схема, в которой все компоненты должны быть соединены вместе с
электрический провод, например медный провод.

Это одна из простейших принципиальных схем , которые вы можете нарисовать — так что привыкните к ним как можно скорее!

Контур 01 — простой замкнутый
контур и ток будет одинаковым в любой точке цепи.

Подробнее о графических образах
в следующем разделе и

это просто проводные соединения!


ТОК —
Амперметр (обозначение
) включен для измерения тока
— скорость потока электрического заряда
— обычно отрицательные электроны .

Единица текущий
называется ампер , условное обозначение A .

Поток электрического заряда
Обычно поток крошечных отрицательных частиц мы называем электронами .

Ток электрического заряда может
только полный контур
— как показано на схеме — без зазоров в
провода! И должен быть источник ()
разности потенциалов
(стр.г.) ​​как элемент или аккумулятор, чтобы управлять
электроны вокруг.


ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РАЗНИЦА — это электроны
(«заряд»), передающий электрический
энергия от «более высокого потенциала» до «более низкого потенциала».

Агрегат потенциала
разница (p.d.)
— это вольт , символ V например а
простая одиночная батарейка для фонарика может дать p.d. 1,5 В, авто
батарея может выдавать 12 В от шести ячеек 2 В, подключенных один за другим.
другие последовательно — подробнее о последовательном подключении позже.

Это разность потенциалов
который вращает электроны по цепи, и если вы увеличите
п.д. затем вы продвигаете больше электронов за определенное время, то есть вы
увеличить ток.

Это разность потенциалов
(‘напряжение’), которое ‘толкает’ электрический заряд (-ve электронов)
вокруг цепи.

Если п.о. > 0 В, ток
течет в одном направлении, если п.о. <0 В, ток течет в в обратном направлении !, а если стр.d. = 0 В, ток не течет!

Обыденный термин ‘ напряжение
строго говоря не правильно, на экзамене используйте ‘ потенциал
разница
‘один раз, а затем используйте сокращение’ p.d.
после того.

Принципиальные схемы должны быть нарисованы
с правильными символами для компонентов, и обычно провода
нарисованы прямыми линиями, а переключатель замкнут (‘включен’), чтобы завершить
схема — так вроде работает!

Вы должны уметь следовать за проводом
от одного конца («вывода») источника питания к другому и проходя
через любые компоненты в цепи.

Схема
29
(справа) по сути такая же, как схема 01 выше с резистором
(символ
).

Резистор — двухконтактный компонент
что препятствует прохождению электрического заряда — уменьшает ток.

Часто это тонкая проволока относительно
ширина провода, используемого для остальной части схемы. Это тонкое сопротивление
провод может преобразовывать электрические
энергию в тепло и свет (лампа накаливания), тепло (нагревательный элемент) или просто
свет (светодиодная лампа).


СОПРОТИВЛЕНИЕ — Сопротивление — это любой компонент, который
ограничивает поток заряда
, т.е. противодействует текущему потоку.

Единица сопротивления — это Ом , символ
Ом .

Ток, протекающий через резистор
зависит от двух факторов:

(i) для данного фиксированного сопротивления
чем больше разность потенциалов, тем больше ток,

(ii) для данного фиксированного потенциала
Разница в том, что чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток.

Подробнее см.
3.
Закон Ома, экспериментальные исследования
сопротивления, простые графики и расчеты

, где мы расскажем, как подключать
вверх и воспользуйтесь вольтметром.

Каждая ячейка (батарея) имеет положительный (+)
и отрицательный (-) вывод и по соглашению ток течет от
положительный вывод соединен с отрицательным выводом
(здесь по часовой стрелке).


Примечание 1
:
Текущее соглашение и
химия!

Это соглашение об электрическом токе может
быть проблемой в химии, потому что электроны фактически текут в
противоположное направление! То есть по схеме 29 против часовой стрелки — логично
что отрицательные электроны перетекают с отрицательных на положительные. Это важно тебе
поймите это, потому что вы изучаете химию

электролиз
и нужно знать, что делают электроны! Причина
для этого столкновения нынешняя конвенция была принята до того, как ученые
про электроны знал!)


Примечание 2: переменный ток (ac) и
постоянный ток (dc)
(для , ссылка )

с переменным током
(ac) ток меняет направление в цикле e.грамм. 50 Гц и
разность потенциалов проходит цикл +/- В.

с постоянного тока (dc)
нет разворота в текущем направлении, он течет в одну сторону с
постоянное напряжение (пд / В).

Осциллограммы сравнение
Сигналы переменного и постоянного тока — отображение изменяющегося направления + <=> —
колебания переменного тока п.д. и постоянная p.d. из
постоянный ток.

Обратите внимание, что некоторые устройства в доме
отрабатывать постоянный ток — но выход, например, трансформатор в вашем
блок питания компьютера, выпрямлен, чтобы преобразовать его в источник постоянного тока.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс



2. Условные обозначения и символика, используемые при построении принципиальных схем


Расширенный взгляд на схему
символы и как их использовать в принципиальных схемах

условное обозначение для провода
в электрической цепи.

Условное обозначение цепи Т-образное соединение
в цепи провода.

условное обозначение замкнутого выключателя ,
это замыкает цепь, так что она включена, и течет ток.

условное обозначение разомкнутого выключателя ,
это разрывает цепь, так что она «выключена», и ток не может течь.

условное обозначение двухпозиционного переключателя ,
в котором один маршрут «открыт», а другой — «закрыт».

,
,
,

условные обозначения для 1, 2, 3 или многих
ячейки

при подключении к серии (> 1 элемент, часто называемый « аккумулятором »), короткая короткая вертикальная линия — это отрицательный полюс, а
длинная тонкая вертикальная линия — положительный полюс.

Компоненты в
серии подключены
линии друг с другом, конец в конец
подключение к положительной и отрицательной клеммам источника питания.

Если у вас подключены две батареи на 1,5 В
последовательно, вы складываете их, чтобы получить общий п.д. 3.0 В.

Вы делаете то же самое с
резисторы например последовательно подключенные резисторы 3,0 Ом и 5,5 действуют как
сопротивление 8,5 Ом.

Четвертый символ часто указывает
аккумулятор, подобный автомобильному, состоящий из нескольких отдельных ячеек, соединенных проводом
в серии
.

условное обозначение для двух ячеек, соединенных параллельно .

Когда компоненты подключены
параллель , каждый
подключается отдельно к положительным и отрицательным клеммам путем подключения к главной цепи на каждом конце
клемм компонента.

Если у вас есть две клетки, производящие одинаковые
p.d. подключил параллельно, п.о. схемы точно так же, как один
ячейка.

Два символа для источника питания .

Постоянный ток (d.c. или dc)
означает, что ток течет только в одном направлении, а условный ток
течет от положительного (+) к отрицательному (-). Электроны фактически текут в
противоположное направление!

Переменный ток (перем.
или ac) переключает направление в непрерывном колебании, например 50 Гц, т.е.
изменение направления 50 раз в секунду.

условное обозначение резистора ,
который сопротивляется прохождению электрического тока e.грамм. в компоненте, часто более тонкая проволока, чем
остальная часть цепи провода.

или

символы схемы для
переменный резистор.

Он ведет себя как любой другой резистор, НО его сопротивление можно изменять, например от
поворот механического ползунка, как в переключателе диммера лампы в комнате.

Чем больше тонкая проволока сопротивления
ток проходит, тем больше
его сопротивление и меньший ток.

В школьной лаборатории вы можете
воспринимается как реостат, с помощью которого вы можете изменить сопротивление, перемещая
ползунок по проводу сопротивления.

обозначение цепи для нити накала одинарное
лампа накаливания
.

графические образы для двух ламп накаливания
подключены последовательно
.

графические образы для
две лампы накаливания, подключенные параллельно.

условное обозначение цепи вольтметра
который измеряет разность потенциалов в вольтах (стр.d. в V).

Вольтметр
всегда подключаются параллельно через другой компонент схемы для измерения p.d. в
напряжение на нем.

условное обозначение для
амперметр, прибор, который измеряет поток электрического тока в
усилители (А).

Он может быть подключен последовательно или параллельно в зависимости от того, какая часть
цепи, которую вы хотите знать, текущий поток.

условное обозначение предохранителя .Это плавит и разрывает цепь, если ток превышает безопасный предел.

условное обозначение диода ,
иногда символ заключен в кружок

Диод пропускает только ток
течь в одном направлении.

обозначение цепи для
термистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры, т.е.
разрешение течь зависит от температуры.

условное обозначение светоизлучающей лампы
диод
(ан
LED), полупроводниковое устройство, преобразующее электрическую энергию в свет
энергия i.е. он светится при приложении к нему разности потенциалов (напряжения).

Это гораздо более эффективное устройство, чем
колба лампы накаливания.

условное обозначение цепи для зависимого от света
резистор
( LDR ), иногда прямоугольник заключен в
круг

Сопротивление LDR изменяется в зависимости от интенсивности света
что светит на нем.

Чем больше интенсивность света, тем
чем меньше сопротивление, тем больше ток.

обозначение цепи для электродвигателя, иногда это просто круг с M в
Это


Обозначения цепей (до
Я знаю) НЕ нужен для UK GCSE курсы физики ???

символ цепи для конденсатора, устройства, которое хранит энергию в виде
электрически заряженное поле между пластинами.

символ схемы для микрофона, который преобразует звуковую волну в электрическую
сигнал.

символ схемы для громкоговорителя, который преобразует сигнал электрической энергии в
звуковая энергия.

условное обозначение трансформатора, преобразующего переменный ток. ток одного напряжения
в одной входной катушке в переменный ток ток другого напряжения на втором выходе
катушка.

символ цепи для звонка.

символ цепи для зуммера.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс



3.Примеры простых схем и их интерпретация

Это схемы
диаграммы скопированы с моих
KS3 викторины по науке и физике.

Я просто хочу, чтобы вы думали «просто»
концептуальный способ, например какие лампочки загорятся и насколько ярко И сравните ток
течет в разных частях контуров.

Я редко вставляю прямоугольный резистор
Обозначение схемы здесь, но не забывайте, что лампочка — это резистор .

Эти электрические схемы включают амперметры,
переключатели и простой батарейный блок питания.

Подключение последовательно или параллельно в цепях
обсуждается.

Принять все показания амперметра, например a1, a2 и т. д.
указаны в амперах (A).

В настоящий момент нет специальных резисторов или вольтметров.
и нет
расчетов пока нет !.

1.

Принципиальная схема 01: 1 амперметр, 1 переключатель, 1 элемент и 1 лампочка подключены к
серии в простую одинарную петлю.

Предположим, лампа светится с нормальной яркостью,
поэтому 1 элемент правильно питает 1 лампочку — не тускнеет и не перегорает лампочку!

В
серии
цепи, все компоненты соединены вместе встык
, не в
отдельный цикл.

2.

Принципиальная схема 02: 1 амперметр, 1 переключатель, 2 элемента и 2 лампочки — все в серии .

Здесь мы удвоили потенциал
разница (p.d.), но мы также удвоили сопротивление, эффекты
гаснут друг друга, поэтому лампа будет светиться с нормальной яркостью.

3.

Принципиальная схема 03: 1 амперметр, 1 переключатель, 2 последовательно соединенных элемента с 1 лампочкой, все подключенные
последовательно.

Здесь удвоение п.о. удвоит
ток и лампочка будет светиться ярче, чем в цепях 01 и 02
(наверное, лампочку перегорят!).

4.

Принципиальная схема 04: 1 амперметр, 1 переключатель, 1 элемент и 2 лампы, подключенные последовательно.

Здесь удвоение сопротивления уменьшит вдвое
ток и лампочки будут светиться тусклее, чем в цепях 01 и 02.

5.Принципиальная схема 05: 1 амперметр, 1 переключатель, 3 элемента и 3 лампы, все подключены
серии.

Здесь мы утроили p.d., но также
увеличили сопротивление втрое, поэтому лампочки будут светиться нормально, как в цепях 01
и 02.

6.

Принципиальная схема 06: 1 амперметр, 1 переключатель, 3 элемента и 2 лампы, все подключены
серии.

Здесь лампочки еще немного засветятся
ярче, чем в цепях 01 и 02.Вы можете понять почему?

7.

Принципиальная схема 07: 1 амперметр, 1 переключатель, 3 элемента и 1 лампочка, подключенные последовательно.

Здесь лампочка будет светиться ОЧЕНЬ ярко в течение
несколько секунд, а затем перегорят!

Вы утроили п.о. но сохранил
минимум одно сопротивление, слишком большой ток для нити накала лампы!

8.

Принципиальная схема 08: 1 амперметр, 1 переключатель, 1 элемент и 3 лампы, подключенные последовательно.

По сравнению с контуром 07, здесь лампочки
будет светиться очень тускло, намного меньше, чем в цепях 01 и 02.

Вы утроили сопротивление и сохранили
минимальный p.d.

Следовательно, ток намного меньше
чем в цепи 07, меньше электроэнергии для зажигания лампочек.

9.

Принципиальная схема 09: 1 амперметр, 1 переключатель, 1 элемент и 3 лампы, подключенные последовательно.

Здесь лампочки немного загорятся
тусклее, чем их «нормальная» яркость.Вы понимаете почему?

10.

Принципиальная схема 10: 1 амперметр, 1 переключатель, 2 ячейки последовательно с
пары амперметров и лампочек подключены параллельно
.

Когда компоненты подключены к
параллельно ,
каждый из них находится в отдельном цикле (или ветви), фактически оба конца каждого
компоненты соединены вместе.

Обратите внимание на два немного разных стиля
рисование схемы — они оба составляют одно и то же.

Здесь все становится немного больше
сложно, и я представляю, какими могут быть относительные показания амперметра.

С этого момента меня меньше интересует, как
ярко светятся лампочки, но каковы могут быть относительные показания амперметра?

Цепи с 01 по 09 были простыми петлями и
ток идентичен в любой точке цепи.

Однако здесь ток разделяется на
включите каждую лампочку отдельно в параллельных секциях цепи.

Показания тока амперметра a1 + a2 ДОЛЖНЫ
равное показание амперметра a3, потому что ток, идущий от батареи, даже
если он разделен, он должен быть одинаковым. Вы не можете потерять или получить
электроны!
, поэтому a1 + a2 = a3 .

Также показания амперметра a1 = a2 ,
предполагая, что у лампочек одинаковое сопротивление, поэтому будет течь одинаковый ток
через них в равной степени, поскольку они оба испытывают одинаковый p.d.

В разделе 3.Закон Ома мы рассмотрим эти
ситуаций в количественном отношении.

12.

Принципиальная схема 12: Здесь все замкнуто в простой шлейф.

Лампы b1 и b2 горят нормально
и с одинаковой яркостью, если они имеют одинаковое сопротивление.

Поскольку все подключено последовательно, все
Показания амперметра будут такими же, а1 = а2 = а3.

13. 14.

Схема 13/14:

То же, что и схемы 10/11, за исключением ничего
происходит, пока не замкнешь переключатели!

Чтобы зажечь лампочку, необходимо замкнуть выключатель s3
и один / оба переключателя s1 и s2.

Здесь можно зажечь каждую лампочку
индивидуально
, чего нельзя сделать, если они подключены последовательно.

15.

Принципиальная схема 15: Все подключено последовательно.

То же, что и схема 12, за исключением того, что ничего не происходит
пока не замкнешь переключатели,

и все 3 переключателя должны быть замкнуты на
зажечь лампочки!

16.

Принципиальная схема 16: Лампы светятся очень ярко, а нити накаливания
наверное выгорят!

Вы понимаете, почему лампы могут просто
свет за несколько секунд перед тем, как погаснуть !?

17.

Принципиальная схема 17: лампочки светятся очень тускло, 4 лампочки соответствуют высокому
полное сопротивление.

Когда сопротивления, например лампы накаливания
Подключенные последовательно
, вы складываете , чтобы получить общее сопротивление .

18.

Принципиальная схема 18: 1 амперметр, 1 переключатель, 2 ячейки, соединенные последовательно с 3 парами
параллельно подключенных амперметров и лампочек
.

Если вы следовали аргументам в пользу
схемы 11/12, вы должны вывести следующее:

Все три лампочки от b1 до b3 горят
с одинаковой яркостью — все подвергаются одинаковому р.d.

Относительные показания амперметра:

a1 = a2 = a3 (при условии, что все лампочки
имеют такое же сопротивление).

Полный ток, протекающий в
цепь = a4 = a1 + a2 + a3

19.

Принципиальная схема 19: Эта простая контурная схема включает переменный резистор ().

Изменяя сопротивление, вы можете изменять
ток и контролировать, насколько ярко светится лампочка.

Это простейшая схема для
проиллюстрируйте, как работает диммер.

Чем больше сопротивление, тем ниже
ток, тем диммером загорается лампочка.

21.

Принципиальная схема 21. Несколько комплектов лампочек подключены параллельно.

По показаниям амперметра и лампочки
яркость:

a4 = a1 + a2 + a3, но a1, a2 и a3
Показания амперметра будут разными из-за разных цифр
лампочек, то есть каждая последовательность лампочек соответствует разным
сопротивление при той же разности потенциалов.

Когда у вас есть лампы, подключенные последовательно
вы складываете отдельные сопротивления, чтобы получить общее сопротивление.

Итак, в контуре 21 для лампочек мы
имеют значения относительного сопротивления 1: 2: 3 (слева направо).

Чем больше сопротивление, тем ниже
ток, поэтому относительные показания амперметра будут a1> a2> a3,

и последовательность яркости для
лампочки — это b1> b2> b3.

22.

Принципиальная схема 22: Это двусторонняя система переключения, например для посадочного света в
дом.

Свет можно включить с двух
разные места, например цокольный и первый этаж жилого дома.

25.
26.

Электрические схемы 25: Когда вы замыкаете выключатель s, загорается только лампочка b2.

Дополнительный провод «закорачивает» и
Обходит лампочку b1 — ток через нее практически не протекает.

Дополнительный провод будет предлагать меньше
сопротивление, чем тонкая нить лампы накаливания.

В контуре 26 такая же ситуация
и горит только лампочка b2, и вам даже не нужно включать выключатель.

27.

Принципиальная схема 27: Следуя схемам 25 и 26, когда вы замыкаете
на выключателе загорится только лампочка b1.

Ток практически не протекает
лампочка b2.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс



ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Важные определения, описания,
формулы и
ед.

Примечание: Вы можете / можете
нет (но не волнуйтесь!), столкнулись со всеми этими терминами, это зависит
как далеко продвинулась ваша учеба. В вашем курсе вам может не понадобиться
каждая формула — решать вам.


V

разность потенциалов ( p.d ., обычно
« напряжение ») — это движущий потенциал, который перемещает электрический заряд вокруг
схема — обычно электронов .

Возможная разница — это работа, выполненная в
перемещение единицы заряда.

Показывает, сколько энергии передается
за единицу заряда, когда заряд перемещается между двумя точками в цепи
е.грамм. между выводами батареи.

П. в любой части цепи измеряется в вольтах,
В .


Я

ток скорость потока электрического заряда в
кулонов в секунду ( Кл / с, ), измеряется в амперах (амперы, A ).

Количество переданного электрического заряда
a give time = текущий расход в амперах x время в секундах

Формула соединения:
Q = Оно ,
I = Q / t, t = Q / I, Q = электрический заряд перемещается в
кулонов ( C ), время т ( с )


R

сопротивление в цепи, измеренное в Ом ( Ом ).

Сопротивление замедляет прохождение электрического заряда
— он противостоит потоку электрического заряда .

Формула соединения:
В = ИК ,
I = V / R, R = V / I (Это формула для
Закон Ома)


P

является
мощность , передаваемая цепью =
показатель энергии
передача
( Дж / с ) и измеряется в Вт ( Вт ).

Формула соединения:
P = IV ,
I = P / V, V = P / I также
P = I 2 R
(см. также P = E / t ниже)


E = QV
,
энергия, передаваемая количеством электрического заряда потенциалом
разность вольт.

переданной энергии (джоулей) =
количество электрического заряда (кулоны) x разность потенциалов
(вольт)

Q =
E / V, V = E / Q, E = передача энергии в джоулях ( Дж, ),
Q = перемещен электрический заряд ( C ), V = p.d. ( В )


E = Pt
,
P = E / t, t = E / P, где P = мощность ( Вт, ), E
= переданная энергия ( Дж) , t = затраченное время ( с )

Передаваемая энергия в джоулях = мощность в ваттах.
x время в секундах

Формула связи: Поскольку E = Pt и P = IV,
переданная энергия E =
IVt


НАЧАЛО СТРАНИЦЫ


Что дальше?

Электричество и
ревизия магнетизма
индекс нот

1.Полезность электроэнергии, безопасность, передача энергии, расчеты стоимости и мощности, P = IV = I 2 R,
E = Pt, E = IVt

2.
Электрические схемы и как их рисовать, условные обозначения схем, параллельность
схемы, объяснение последовательных схем

3. Закон Ома, экспериментальные исследования
сопротивление, I-V графики, расчеты V = IR, Q = It, E = QV

4. Схемы устройств и как они используются? (е.грамм.
термистор и LDR), соответствующие графики gcse Physical Revision

5. Подробнее о последовательных и параллельных цепях.
электрические схемы, измерения и расчеты
gcse физика

6. Электроснабжение «Национальной сети», экология
вопросы, использование трансформаторов
gcse
примечания к редакции физики

7.
Сравнение способов получения электроэнергии
gcse
Заметки о пересмотре физики (энергия 6)

8.Статическое электричество и электрические поля, использование
и опасность статического электричества gcse
примечания к редакции физики

9.

Магнетизм
— магнитные материалы — временные (индуцированные) и постоянные магниты — использует gcse
физика

10.
Электромагнетизм, соленоидные катушки, применение электромагнитов gcse
примечания к редакции физики

11. Моторное воздействие электрического тока,
электродвигатель, громкоговоритель, правило левой руки Флеминга, F = BIL

12.Эффект генератора, приложения, например генераторы
производство электричества и микрофон
gcse
физика

ВСЕ мои GCSE
Примечания к редакции физики

ИЛИ воспользуйтесь [GOGGLE
ПОИСК]



Версия IGCSE
примечания простые схемы обозначения схем KS4 физика Научные заметки о простых
схемы схемы символы Руководство по физике GCSE
заметки о простых схемах символы схем для школ, колледжей, академий, преподавателей курсов, изображений
рисунки, схемы для простых схем, символы схем, научные исправления, примечания к
простые схемы схемы символы для пересмотра физических модулей примечания по темам физики, чтобы помочь в понимании
простые схемы схемы символы университетские курсы физики
карьера в науке и физике вакансии в машиностроении
технический лаборант
стажировка инженер стажировка по физике США 8 класс 9 класс 10 AQA
Примечания к редакции GCSE 9-1 по физике по простым схемам
символы схемы GCSE
примечания к простым схемам обозначения схем Edexcel GCSE 9-1 физика и наука
простые схемы схемы условных обозначений для OCR GCSE 9-1 21 век
физика научные заметки о простых схемах символы схем OCR GCSE
9-1 Шлюз физики
примечания к редакции простых схем обозначения схем WJEC gcse science CCEA / CEA gcse science

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

Калибровка амперметра, вольтметра и ваттметра с помощью потенциометра

Мы знаем, что напряжение, ток и мощность измеряются в вольтах, амперах, а для измерения этих параметров используются вольтметр, амперметр и ваттметр.Хотя эти измерительные приборы изготовлены с особой тщательностью, они все же могут давать показания ошибок на стороне клиента. Таким образом, эти инструменты откалиброваны, чтобы минимизировать ошибку. В этой статье мы объясним , как откалибровать вольтметр, амперметр и ваттметр с помощью потенциометра .

Прежде чем вдаваться в подробности, давайте сначала обсудим важную концепцию, используемую в этой статье.

Если у нас есть два источника напряжения одинакового значения, подключенные параллельно, как показано ниже, то между ними не будет тока.Это связано с тем, что потенциальные значения обоих источников одинаковы, и ни один из источников не может подтолкнуть заряд к другому. Так что в схеме гальванометр не показывает никаких отклонений.

Мы будем использовать то же явление уравновешивания двух источников напряжения в процессе калибровки.

Калибровка потенциометра

На рисунке выше показана принципиальная схема для калибровки потенциометра.

На рисунке стандартный элемент с напряжением 1.Используется 50В, что не вызывает колебаний напряжения даже в милливольтах при нагрузке. Такой стабильный источник необходим для безошибочной калибровки потенциометра.

Токопроводящая шкала точно масштабирована, чтобы избежать ошибок при измерении. Электропроводящая шкала также имеет гладкую поверхность с четко очерченными размерами для равномерного распределения сопротивления по всей ее длине.

Реостат предназначен для регулировки потока тока в контуре цепи, и, таким образом, мы можем регулировать падение напряжения на единицу длины по проводящей шкале.Сюда также подключается гальванометр для визуализации неисправности, которая возникает в случае протекания тока между стандартной петлей ячейки и токопроводящей петлей шкалы. Неизвестная ЭДС здесь подключена к гальванометру для измерения после калибровки потенциометра.

Рабочий:

Сначала включите питание и отрегулируйте реостат, чтобы позволить току в несколько сотен миллиампер течь по контуру основной цепи. Поскольку проводящая шкала также находится в основном контуре, через нее протекает тот же ток, что и вызывает падение напряжения.Хотя падение напряжения появляется на металлической шкале, она будет равномерно распределена по всему ее телу.

После появления падения напряжения по проводящей шкале, если мы возьмем скользящий контакт и переместимся по металлической шкале от нуля, то ток потечет из вторичной цепи в первичную из-за дисбаланса цепи. И по мере того, как скользящий контакт перемещается дальше от нуля, величина этого тока уменьшается. Это связано с тем, что по мере увеличения площади контакта падение напряжения на масштабированной площади приближается к напряжению стандартной ячейки.Таким образом, в определенный момент падение напряжения на масштабируемой области будет равно напряжению стандартной ячейки, и в этот момент между двумя цепями не будет протекать ток.

Теперь, когда гальванометр подключен во вторичную цепь, он покажет на своем дисплее отклонение из-за протекания тока, и чем больше ток, тем больше отклонение. Исходя из этого, гальванометр не будет показывать отклонения только тогда, когда обе цепи сбалансированы, и это состояние, которого мы будем пытаться достичь при калибровке потенциометра.

Для лучшего понимания рассмотрим схему, показанную ниже, которая показывает состояние баланса.

Если мы примем сопротивление металлического контакта длиной от 0 до 100 см как «R», тогда падение напряжения на всем металлическом контакте длиной 100 см будет V = IR. Поскольку мы использовали симметричную схему , это падение напряжения «V» должно быть равно напряжению стандартного элемента, и в показаниях гальванометра будет нулевое отклонение.

Теперь, измерив эту точную длину, на которой гальванометр показывает ноль, мы можем откалибровать шкалу потенциометра на основе стандартного значения напряжения ячейки.

Таким образом, длина шкалы составляет 1 см = 1,5 В / 100 см = 0,005 В = 5 мВ. 

Зная падение напряжения на сантиметр по шкале потенциометра, подключите неизвестное напряжение к вторичной цепи и сдвиньте контакт, чтобы измерить длину, при которой у нас будет нулевое отклонение. Зная эту шкалу, на которой имеет место баланс, мы можем измерить значение неизвестной ЭДС как,

.

V = (длина контакта) x (5 мВ). 

Применение потенциометров

Помимо измерения неизвестного напряжения, потенциометр также может использоваться для измерения тока и мощности, для их измерения требуется всего лишь пара дополнительных компонентов.

Помимо измерения напряжения, тока и мощности, потенциометры в основном используются для калибровки вольтметров, амперметров и ваттметров . Кроме того, поскольку потенциометр является устройством постоянного тока, калибруемые инструменты должны быть типа подвижного железа постоянного тока или электродинамометра.

Калибровка вольтметра с помощью потенциометра

В схеме наиболее важным компонентом процесса калибровки является подходящий стабильный источник постоянного напряжения.Это связано с тем, что любые колебания напряжения питания вызовут ошибку в калибровке вольтметра, что приведет к полному провалу эксперимента. Таким образом, стандартный элемент напряжения со стабильным конечным значением берется в качестве источника и подключается параллельно с вольтметром, который необходимо откалибровать. Две потенциометры «RV1» и «RV2» используются для регулировки напряжения, которое должно появляться на вольтметре, как показано на рисунке.

Коробка соотношения напряжений также подключается параллельно вольтметру, чтобы разделить напряжение на вольтметре и получить соответствующее значение, подходящее для подключения потенциометра.

Со всей установкой мы готовы к проверке точности вольтметра . Итак, для начала просто подайте питание на схему, чтобы получить показания вольтметра и неизвестное напряжение на выходе коробки соотношения напряжений. Теперь мы будем использовать откалиброванный потенциометр для измерения этого неизвестного напряжения.

После получения показаний потенциометра проверьте, совпадают ли показания потенциометра с показаниями вольтметра. Поскольку потенциометр измеряет истинное значение напряжения, если показание потенциометра не совпадает с показанием вольтметра, то отображается отрицательная или положительная ошибка.А для коррекции можно построить калибровочную кривую с помощью показаний вольтметра и потенциометра.

Также, для точности измерений, необходимо, насколько это возможно, измерять напряжения вблизи максимального диапазона потенциометра.

Калибровка амперметра с помощью потенциометра

Как упоминалось выше, мы будем использовать подходящее стабильное напряжение питания постоянного тока, чтобы избежать ошибок при калибровке, которые не вызывают колебаний напряжения в течение всего эксперимента.Реостат используется для регулировки величины тока, протекающего по всей цепи. Кроме того, стандартное сопротивление «R» подходящего значения с достаточной допустимой нагрузкой по току подключается последовательно с амперметром (который находится в процессе калибровки) для получения параметра напряжения, который относится к току, протекающему в цепи.

Теперь, после включения питания, через всю цепь протекает ток «I», и при этом показании протекания тока будет генерироваться амперметр, присутствующий в контуре.Кроме того, из-за протекания тока на стандартном сопротивлении «R» произойдет падение напряжения.

Теперь мы воспользуемся потенциометром для измерения напряжения на стандартном резисторе, а затем воспользуемся законом Ом для расчета тока через стандартное сопротивление.

То есть ток I = V / R
куда
V = напряжение на стандартном резисторе, измеренное потенциометром,
А R = сопротивление стандартного резистора. 

Поскольку мы используем стандартный резистор, сопротивление будет точно известно, а напряжение на стандартном резисторе измеряется потенциометром.Рассчитанное значение будет точным значением тока, протекающего через контур. Затем сравните это рассчитанное значение с показаниями амперметра, чтобы проверить точность амперметра. Если есть какие-либо ошибки, мы можем внести необходимые корректировки в амперметр, чтобы исправить ошибки.

Калибровка ваттметра с помощью потенциометра

Как упоминалось выше, для точного процесса калибровки мы будем использовать два подходящих источника постоянного напряжения постоянного тока в качестве источников.Обычно источник низкого напряжения подключается последовательно к катушке тока ваттметра, а источник среднего напряжения подключается к катушке потенциала ваттметра. Реостат в верхней цепи используется для регулировки величины тока, протекающего через токовую катушку, а подстроечный потенциометр в нижней цепи используется для регулировки напряжения на катушке потенциала.

Помните, что регулировочный потенциометр предпочтительнее для регулировки напряжения, а реостат предпочтительнее для регулировки тока в цепи.

Кроме того, стандартное сопротивление «R» подходящего значения и достаточной допустимой нагрузки по току помещается последовательно с токовой катушкой ваттметра. И это стандартное сопротивление будет вызывать падение напряжения на нем, когда ток течет в цепи катушки тока.

После включения питания мы получим два неизвестных значения напряжения, одно на выходе делителя напряжения, а другое на стандартном сопротивлении «R». Теперь, если для измерения напряжения на стандартном резисторе используется потенциометр, мы можем использовать закон Ома для расчета тока через стандартное сопротивление.Поскольку токовая катушка включена последовательно со стандартным сопротивлением, расчетное значение также представляет ток, протекающий через токовую катушку. Аналогичным образом используйте потенциометр второй раз, чтобы измерить напряжение на потенциальной катушке ваттметра.

Теперь, когда мы измерили ток через токовую катушку и напряжение на потенциальной катушке с помощью потенциометра, мы можем рассчитать мощность как

Мощность P = значение напряжения x текущее значение. 

После расчета мы можем сравнить это рассчитанное значение с показаниями ваттметра, чтобы проверить наличие ошибок.Как только ошибки будут обнаружены, произведите необходимые настройки ваттметра, чтобы скорректировать ошибки.

Вот как можно использовать потенциометр для калибровки вольтметра, амперметра и ваттметра для получения точных показаний.

Электроизмерительные приборы Викторина | Экзамены электрика

0 из 22 вопросов завершено

Вопросы:

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  16. 16
  17. 17
  18. 18
  19. 19
  20. 20
  21. 21
  22. 22

Информация

Вы уже прошли тест раньше.Следовательно, вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти в систему или зарегистрироваться, чтобы начать викторину.

Вы должны пройти следующую викторину, чтобы начать эту викторину:

0 из 22 вопросов ответил правильно

Ваше время:

Истекло время

Вы набрали 0 из 0 баллов, (0)

Средний балл
Ваша оценка
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  16. 16
  17. 17
  18. 18
  19. 19
  20. 20
  21. 21
  22. 22
  1. Вопрос 1 из 22

    1 балл

    Какой из следующих измерителей используется для измерения взаимосвязи между частотами генератора:

как использовать статьи на английском языке — About Words — Cambridge Dictionaries Online blog

Лиз Уолтер

У многих изучающих английский язык возникают проблемы с статьями (слова a, и ), особенно если они не существуют на их родном языке.В этом блоге рассматриваются некоторые основные правила.

Правило номер один таково: если слово счетно (например, одна книга, две книги), вы всегда должны использовать артикль (или my, his, и т. Д.):

Я прочитал книгу.

Я читаю книгу.

Это верно, даже если перед существительным стоят прилагательные:

Он водит старую машину.

Он водит старую машину.

Никогда используйте или со словом во множественном числе (например,грамм. книги, деревья) или бесчисленные (например, вода, советы):

Я попросил у нее совета.

Я попросил у нее совета.

Обратите внимание, что мы используем a перед словами, которые начинаются на согласный звук ( лошадь, морковь) и an перед словами с гласным звуком ( яблоко, слон ).

Следующая важная вещь, которую нужно понять, — это разница между a / an и .Обычно мы используем a / an , когда нам не нужно говорить, о чем мы говорим. Мы используем , чтобы говорить о конкретной вещи:

Я поймал поезд до Лондона. (неважно, какой поезд)

Поезд опоздал. (именно этот поезд опоздал)

Мы часто используем a , когда упоминаем что-то впервые, а затем меняем на на , когда становится ясно, о чем мы говорим:

Он разговаривал с мужчиной . Мужчина смеялся.

Она дала ему подарок . Настоящий был очень дорогим.

Мы также используем и , когда очевидно, о чем мы говорим, или когда есть только одно из чего-то:

Не могли бы вы закрыть дверь , пожалуйста?

Я убрал ванную сегодня утром.

Он путешествовал вокруг мира .

Солнце сегодня жарко.

Если вы будете придерживаться приведенных выше правил, вы будете правы почти во всех случаях. Однако есть несколько исключений, и наиболее полезными для изучения являются следующие:

Мы не используем a / an перед названиями блюд:

Обедали в полдень.

Мы не используем a / an перед такими словами, как школа, тюрьма, или колледж , когда мы говорим о них в общем виде:

Надеюсь поступить в институт .

Он провел три года в тюрьме.

Слово «больница» означает различие между британским и американским английским языком:

Мой брат в больнице (Великобритания) / в больнице (США).

Мы используем и перед названиями магазинов или мест, куда мы обращаемся за услугами, тогда как это те, в которые мы обычно ходим:

Мне нужно в супермаркет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *