Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить. Вольтметр Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные. Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения. Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности. При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах. Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра. Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа. В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания. Электронные вольтметры есть двух типов: Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству. Схема подключения вольтметра Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления. Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр. Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины: Схема включения вольтметра с добавочными сопротивлениями Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n. Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети: Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного. Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока. При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2. Схема включения вольтметра и амперметра через трансформаторы Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети. amperof.ru Задача 72. Два одинаковых вольтметра,
соединенных последовательно, при подключении к
источнику тока показывают напряжение
U1 = 4,5 В каждый. Если к тому же источнику
подключить один вольтметр, он показывает
напряжение U = 8 В. Чему равна ЭДС источника? Дано: R1 = R2 = R,
U1 = 4,5 В,
U = 8 В.
_________
1 – ? [Эквивалентная схема вольтметра представляет
собой «идеальный» амперметр (внутреннее
сопротивление которого равно нулю) и включенный
последовательно резистор сопротивлением R.
Показание вольтметра: U = IR. – Ред.] Решение В первом случае два вольтметра включены
последовательно, поэтому их общее сопротивление
R0 = R1 + R2 = 2R. По закону Ома для замкнутой цепи: Во втором случае По закону Ома для участка цепи: Отсюда U1(2R + r) = U(R + r) Ю
2RU1 + rU1 = RU + rU Ю Следовательно, Проверка решения по размерности С этой точки зрения задача решена верно, тогда Задача 73. Световод представляет собой сплошной
цилиндр из прозрачного материала, показатель
преломления которого относительно воздуха
n = 1,28. Луч света падает из воздуха в центр
входного торца световода под углом b. Определите
максимальное значение угла b0, при котором луч
идет внутри световода, не выходя из него. Дано: n = 1,28.
_______b0 – ? Анализ условия Материал, из которого сделан световод, является
оптически более плотной средой, чем воздух,
поэтому на границе раздела световод–воздух
может наблюдаться явление полного внутреннего
отражения. Для этого необходимо, чтобы луч света
падал на внутреннюю поверхность световода под
углом, большим предельного угла aпр.
Тогда луч полностью отражается и
распространяется внутри световода. Решение При падении луча под предельным углом угол
преломления равен 90°, т.е. закон преломления
записывается в следующем виде: поскольку в условии задачи дан показатель
преломления материала световода относительно
воздуха. Тогда Падающий луч испытывает преломление на торце
световода: Из треугольника, образованного лучом, осью
симметрии световода и перпендикуляром,
восстановленным в точку падения луча, получим .
Тогда: Из основного тригонометрического
тождества: cos2 aпр = 1 – sin2 aпр. Следовательно, Чем больше угол падения луча b на торец
световода, тем больше угол преломления g и тем
меньше угол падения луча на боковую поверхность
световода. Для того, чтобы луч не выходил за
пределы световода, нужно, чтобы он падал на эту
поверхность под углом бо1льшим либо равным
предельному. Поэтому: . fiz.1september.ru План ответа 1. Виды соединений проводников. 2. Закономерности параллельного соединения проводников. 3. Применение. Современные материалы позволяют изготовить резисторы с самыми разнообразными значениями сопротивлений, но из этого не следует, что отсутствует необходимость разнообразного соединения проводников друг с другом. Это связано с современными технологиями производства. Потребители электрической энергии к их источникам также присоединяются различными способами. Различают последовательное, параллельное и смешанное соединения проводников. При последовательном соединении (рис. 37, а) через все резисторы проходит один и тот же ток. При параллельном соединении (рис. 37, б) на всех резисторах создано одно и то же напряжение. При смешанном соединении используются и последовательное, и параллельное соединения проводников (рис. 37, в). На рисунке 38 показано параллельное соединение двух проводников 1 и 2 с сопротивлениями R1 и R2. В этом случае электрический ток I разветвляется на две части. Силу тока в первом и втором проводниках обозначим через I1 и I2. Так как в точке разветвления проводников (в точке А) электрический заряд не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в эту точку, равен заряду, уходящему из нее за это же время. Следовательно, I = I1+I2 (1) Напряжение U на проводниках, соединенных параллельно, одно и то же. В осветительной сети поддерживается напряжение 220 или 127 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Поэтому параллельное соединение — самый распространенный способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает всю цепь. Применяя закон Ома для участка цепи с сопротивлениями R1 и R2, можно доказать, что величина, обратная полному сопротивлению участка АВ, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников. Действительно, заменим в формуле (1) значение силы тока, пользуясь законом Ома: U/R = U/R1 + U/R2. Пос- ле сокращения получим Отсюда следует, что R = ------------------ . Ri "Ь Rn Формулы, аналогичные (1) и (2), можно применять к соединению любого числа проводников. Силы тока в проводниках и их сопротивления при параллельном соединении связаны соотношением I1/I2 = R1/R2 Для того чтобы измерить напряжение на участке цепи с сопротивлением R, к нему параллельно подключают вольтметр. Напряжение на вольтметре будет совпадать с напряжением на участке цепи (рис. 39). Если сопротивление вольтметра RV, то после включения его в цепь сопротивление участка будет RRy уже не R, a R' = — — < R. у ' R + Rv Из-за этого измеряемое напряжение на участке цепи уменьшится. Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряется напряжение. Вольтметр можно включить в сеть без риска, что он сгорит, если только он рассчитан на напряжение, превышающее напряжение сети. Параллельное соединение проводников. Параллельное соединение вольтметров
схема подключения вольтметров к цепи
Принцип действия
Электромеханические аппараты
Электронные приборы
Подключение вольтметра
Постоянное напряжение
Переменное напряжение
Видео
В УНИВЕРСИТЕТ!
Абитуриенту
А.А.ШИРОКОВ, Н.Н.ГОМУЛИНА, В.П.НЕДОШИВИН,
г. Москва
Задачи, предлагавшиеся в разные годы
при поступлении на естественные факультеты МГУ
Параллельное соединение проводников
(2)
R-iRn
Похожие статьи:
poznayka.org
Амперметр и вольтметр в эл.цепи
Автор: admin. Рубрики: Задачи 30 (С4). Опубликовано: Февраль 17th, 2013Задача, решение которой предложено ниже, была в одном из вариантов в июне 2012 года (она попалась тем, кто сдавал физику в резервный день). Задача на законы последовательного и параллельного соединения.
Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, затем по схеме 2. Сопротивление резистора — R, сопротивление амперметра — 0,01R , сопротивление вольтметра 9R. Найти отношение I2/I1 показаний амперметров в схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.
 |  |
| Схема 1 | Схема 2 |
Для начала «неидеальный» амперметр, заменим «идеальным» прибором. Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление. И поэтому последовательно с «идеальным» амперметром» ставим резистор, имеющий сопротивление, равное сопротивлению амперметра.
И после этих преобразований, решение задачи сводится к определению силы тока, протекающего через «идеальный» амперметр. А для этого используем законы последовательного и параллельного соединения.
Для первой схемы — определяем общее сопротивление электрической цепи. И по закону Ома определяем силу тока .
Для второй цепи — раз амперметр с резистором параллельно подключены к вольтметру, то напряжение на этих участках цени равно напряжению источника тока. Зная общее сопротивление ветви, состоящей из амперметра и резистора, опять с помощью закона Ома, определяем силу тока во втором случае.
Зная показания амперметра в первом и втором случае, отвечаем на поставленный в задаче вопрос.
Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.Написать комментарий
fizika-doma.ru
52. Последовательное соединение проводников
№ 1336. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
Дано: ρН=0,4 | Ом мм2 | ; | Решение: ρЖ | lЖ | = ρН | lН |
| SЖ | = | ρЖlЖSН | = | ||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
|
| SН | |||||||||||||||||||||
|
|
| |||||||||||||||||||||
|
|
| м |
|
|
|
|
|
| SЖ |
|
|
|
|
| ρНlН | |||||||
ρЖ = 0,1Ом мм2 ; |
| 0,1 | Ом мм2 | 10м | 0,2мм | 2 |
|
|
|
|
| ||||||||||||
| м |
| = | м |
|
|
| = 0,5 мм2. | |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||
lН = 1 м;lЖ = 10 мм2; |
|
| 0,4 | Ом мм2 |
| 2 |
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||
SН = 0,2 мм2 |
|
|
| м |
| 1мм |
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
Найти SЖ. | Ответ: SЖ = 0,5 мм2. |
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
№1337.
При перемещении ползунка вправо/влево внешнее сопротивление цепи уменьшается/увеличивается, ток в цепи увеличивается.
№ 1338.
Ток в цепи увеличится.
№ 1339.
От 20 до 30 Ом.
№ 1340.
Вниз: сила тока уменьшится, напряжение не изменится. Вверх: сила тока увеличится, напряжение не изменится.
№ 1341.
Сила тока и напряжение U1 увеличатся, напряжениеU не изменится.
№ 1342.
Уменьшить сопротивление цепи, двигая переключатель влево.
№ 1343.
Так как число спиралек равно 10, то сопротивление одной спирали равно 40 Ом/10=4 Ом. Чтобы включить сопротивление 8 Ом, следует переключатель реостата передвинуть на контакт 2, чтобы включить сопротивление 8Ом, следует переключатель реостата передвинуть на контакт 5.
№ 1344.
Показания вольтметра V2 не изменятся, поскольку ЭДС источника питания не зависит от внешнего сопротивления. При передвижении ползунка вправо показания вольтметра V1 меняются от 1,5 B до 3 B, при передвижении ползунка влево от 1,5 B до 0 B.
№ 1345. |
|
Дано: R1= 3,9 Ом | Решение: |
R2 = 2,41 Ом | R =R1+R2 = 3,9 Ом+2,41 Ом = 6,31 Ом. |
Найти R. | Ответ: R = 6,31 Oм. |
173
№ 1363. |
|
а) | б) |
| А |
V | V |
А | |
№ 1364. |
|
в) А
V
№ 1365.
№ 1369.
Нет. Лампы следует включить параллельно.
177
№1370.
№1371.
bB
А
№ 1372.
Показания амперметра при движении ползунка влево будут увеличиваться, вправо — уменьшаться; вольтметра — наоборот.
№ 1373.
Показания амперметров и вольтметров V1 и V2 увеличатся, показание вольтметра V уменьшится.
№ 1374.
Показание вольтметра V2 останется прежним:U2 = 220В. Вольтметр V1 до разрыва показывает:U1′ = 220В, а после разрываU1″ = 0В.
№ 1375.
а) При замыкании цепи сопротивление уменьшается в два раза, а, следовательно, сила тока увеличивается вдвое.
б) При замыкании цепи и увеличении в ней напряжения в два раза сопротивление уменьшается в два раза, а, следовательно, сила тока увеличивается в четыре раза.
№ 1376. |
А1 |
А2 |
А3 |
№ 1377. |
Обозначим за R сопротивление лампы. При разомкнутом ключе со-
противление цепи равно R, при замкнутом23 R . Таким образом, при замкнутом ключе сила тока больше в 1,5 раза.
178
№ 1378.
Обозначим за R сопротивление лампы. Если в цепь включена одна лампа, то ее сопротивление равноR, если две, то12 R . Таким образом,
при замкнутом ключе сила тока больше в 2 раза.
№ 1379.
Дано:
R1 = 10 Ом
Найти R.
№ 1380.
Дано:
R1 = 80 Ом
Найти R.
№ 1381.
Дано:
R1 = 10 Ом
Найти R.
№ 1382.
Решение: R = | R2R2 | . R | = | 1 | R = | 1 | 10Ом = 5Ом |
| R2+ R2 | 2 |
| 2 | 1 | 2 |
|
R = | 5Ом 5Ом | = 2,5Ом . |
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 10Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
Ответ: R = 2,5 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||
Решение: |
| R | = |
| 1 |
|
| R = | 1 |
| 80Ом = 20Ом ; |
| |||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
| 4 |
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
| 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
|
| 1 |
| = |
| 1 |
| + |
| 1 |
|
| + |
| 1 |
| + |
| 1 |
| = |
|
| 4 | = | 1 |
| R = 5Ом. | |||||||||||
|
|
|
|
| R |
|
| R |
|
| R |
|
| 20Ом | 5Ом | ||||||||||||||||||||||||
|
| R | R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| 2 |
|
| 2 |
|
| 2 |
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
Ответ: R = 5 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
Решение: |
| R | = |
| 1 | R = |
| 1 | 10Ом = 2Ом ; |
| |||||||||||||||||||||||||||||
| 5 |
| 5 |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
| 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
| 1 | = |
| 1 | + | 1 |
| + | 1 |
|
| + |
| 1 |
|
| + |
| 1 | = 2,5 |
| 1 |
|
| |||||||||||||||
|
|
| R | R | R |
|
| R |
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||
|
| R | R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Ом |
| |||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
| 2 |
|
|
| 2 |
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
|
|
|
| |||||
R = (2,5)−1Ом= 0,4 Ом.
Ответ: R = 0,4 Ом.
Пусть R1 = 1 Ом,R2 = 1 кОм. Тогда их сопротивление при парал-
лельном соединении |
| R1R2 |
|
| . Так как |
|
| R2 | <1 , то сопротирление этих | ||||||||||||||||||
| R + R |
|
| R | + R | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
| 1 | 2 |
|
|
|
|
| 1 |
| 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
проводников при параллельном соединении меньше R1 = 1 Ом. |
| ||||||||||||||||||||||||||
№ 1383. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Дано: | Решение: I1 = |
| U | = |
| 120В |
| = 0,25А, I2 = | U | = |
| 2 120В | =1А | ||||||||||||||
U = 120 В |
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||
2R | 2 240Ом | ||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| R |
|
| 240Ом |
| |||||||||||
R = 240 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Ответ: I1 = 0,25 А,I2 = 0,5 А. |
|
| 2 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
Найти I1,I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
№ 1384. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Дано: R1 = 150 Ом |
| Решение: I R | = I |
| R |
| =U | I2 | = | R1 |
| = | 150Ом | = 5 . | |||||||||||||
R2 = 30 Ом |
|
|
|
|
|
|
| 1 1 |
| 2 2 |
|
| I1 |
| R2 |
|
| 30Ом |
| ||||||||
|
|
| Ответ: I2/I1 = 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
Найти I2/I1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 179 | |
studfiles.net
Схема подключения вольтметра — studvesna73.ru
В амперметрах ток, проходящий по прибору, создает вращающий момент, вызывающий отклонение его подвижной части на угол, зависящий от этого тока. По этому углу отклонения определяют величину тока амперметра.
Для того, чтобы амперметром измерить ток в каком-то приемнике энергии, необходимо амперметр соединить последовательно с приемником с тем, чтобы ток приемника и амперметра был один и тот же. Сопротивление амперметра должно быть мало по сравнению с сопротивлением приемника энергии, последовательно с которым он включен, с тем, чтобы его включение практически не влияло на величину тока приемника (на режим работы цепи). Таким образом, сопротивление амперметра должно быть малым и тем меньшим, чем больше его номинальный ток. Например, при номинальном токе 5 А сопротивление амперметра составляет r а= (0,008 — 0,4) ом. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем.
Рис. 1. Схема включения амперметра и вольтметра
При номинальном токе амперметра 5 А мощность потерь P а = I а 2 r = (0,2 — 10) Ва. Напряжение, приложенное к зажимам вольтметра вызывает в его цепи ток. При постоянном ток зависит только от напряжения, т.е. I v = F(U v ). Этот ток, проходя но вольтметру, так же как и в амперметре, вызывает отклонение его подвижной части на угол, зависящий от тока. Та к им образом, каждому значению напряжения на зажимах вольтметр бу дут соответствовать вполне определенные значения тока и угла поворота подвижной части.
Для того чтобы по показанию вольтметра определить напряжение на зажимах приемника энергии или генератора, необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре (рис. 1).
Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора) с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи).
Пример. К зажимам цепи с двумя последовательно соединительными приемниками (рис. 2), имеющими сопротивления r1 = 2000 ом и r2 = 1000 ом. приложено напряжение U =120 В.
Рис. 2. Схема включения вольтметра
При этом на первом приемнике напряжение U1 =80 В, а на втором U 2=40 В.
Если параллельно первому приемнику включить вольтметр с сопротивлением rv= 2000 ом для измерения напряжения на его зажимах, то напряжение как на первом, так и на втором приемниках будет иметь значение U ‘ 1 = U ‘ 2 =60 В.
Таким образом, включение вольтметра вызвало изменение напряжения на первом приемнике с U1= 80 В до U ‘ 1 = 60 В. т. е. погрешность в измерении напряжения, обусловленная включением вольтметра равна ((60 В — 80 В)/80 В) х 100% = -25%
Таким образом, сопротивление вольтметра должно быть большим и тем большим, чем больше его номинальное напряжение. При номинальном напряжении 100 В сопротивление вольтметра rv = (2000 — 50000) ом. Вследствие большого сопротивления вольтметра мала мощность потерь в нем.
При номинальном напряжении вольтметра 100 В мощность потерь Р v = ( Uv 2 /rv ) Ва.
Из изложенного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одинакового устройства, отличающиеся только своими параметрами. Но амперметр и вольтметр различным образом включаются в измеряемую цепь и имеют разные внутренние (измерительные) схемы.
Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.
Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.
В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.
Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.
При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.
Измерение постоянного тока
Чтобы в электрической цепи измерить ток. необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.
Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.
Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.
Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.
Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.
Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.
Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.
Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.
Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.
Измерение постоянного напряжения
Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.
И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.
Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.
Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.
Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.
Измерение переменного тока
Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.
Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.
Измерительный трансформатор напряжения
Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.
Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.
Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.
Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.
В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.
Измерительные трансформаторы тока
Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.
Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.
Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.
Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.
Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.
j&;лектрик Ин
&2;о — элек
&0;ротехника и элек
&0;роника, дома
&6;няя ав
&0;оматизация, l&;татьи про 
&1;стройство и ремон
&0; дома
&6;ней элек
&0;ропроводки, роk&;етки и в
&9;ключатели, провода и кабели, иl&;точники l&;вета, ин
&0;ересные 
&2;акты и многое др
&1;гое для элек
&0;риков и дома
&6;них маl&;теров.
Ин
&2;ормация и об
&1;чающие ма
&0;ериалы для на
&5;инающих элек
&0;риков.
Кейl&;ы, пример
&9; и 
&0;ехнические ре
&6;ения, обk&;оры ин
&0;ересных элек
&0;ротехнических новинок.
Вl&;я ин
&2;ормация на l&;айте j&;лектрик Ин
&2;о предоl&;тавлена в оk&;накомительных и поk&;навательных 
&4;елях. За применение э
&0;ой ин
&2;ормации админиl&;трация l&;айта о
&0;ветственности не неl&;ет. Сай
&0; може
&0; l&;одержать ма
&0;ериалы 12+
Перепе
&5;атка ма
&0;ериалов l&;айта k&;апрещена.
Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?
Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.
В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.
Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:
Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать компенсаторами постоянного тока , но чаше пользуются цифровыми вольтметрами. Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:
Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.
Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:
Где m – масштабный коэффициент.
Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:
Где резисторы R1. R2 — резисторы выполняющие роль делителя, Rизм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.
Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.
В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).
При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:
Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.
Внешний вид трансформатора однофазного:
Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.
Купил я для своей зарядки любопытный экземпляр китайского вольтметра амперметра, брал на рынке особо не разглядывал, но когда домой принес — три дня голову чухал, как подключить, ибо в инете особо ничего не нашел похожего.Нашел общее описание с кривым переводом на сайте avrobot.ru/product_info.php?products_id=1275. Оно гласило))
«Инструкция по подключению:— Красный тонкий провод (vcc): Напряжение питания прибора + 3.5-30 В (Примечание: если измеряемый сигнал меньше, чем 30 В и имеют общий минус питания, то измеряемый сигнал может быть использован также для питания прибора [черный провод «-9quot;, красный и желтый провода соедененные вместе «+9quot;])— Черный тонкий провод (земля): Напряжение питания «-9quot;, «-9quot; измеряемого сигнал 3.5-30 В— Желтый тонкий провод (vin): Измеряемый сигнал «+9quot; (0-100 В)— Красный толстый провод (i +): Вход тока «+9quot; (в серии питания положительные)— Черный толстый провод (i -): C. Вход тока «-9quot; (Провод отрицательного питания)Инструкция по калибровке:Вследствии влияния температуры и изменения параметров электрокомпонентов от времени, возможно появление ненулевых показаний прибора при измерении, что является нормальным явлением. Это не является ошибкой или неисправностью.Решение: Когда прибор отключен от питания, пожалуйста, замкните контакты А и B. Затем сделайте измерение электроэнергии, прибор автоматически откалибруется к нулю. После окончания автоматической калибровки, пожалуйста, отсоедините A и B. После этого используйте прибор в обычном режиме.»
На задней стенке присутствует микросхема MC74HC5950, идут два толстых провода и три тонких.Далее фото и комментарии.
общий вид сзади
Архив » Теория » Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем
Дата: 10.02.2017 // 0 Комментариев
При изготовлении самодельных блоков питания или зарядных устройств, народные умельцы зачастую оснащают подобные приборы цифровыми вольтамперметрами. Цена таких устройств колеблется в районе нескольких долларов, а их точность позволяет напрочь забыть о стрелочных измерительных приборах. Учитывая широкий ассортимент современных вольтамперметров, можно столкнуться с проблемой их подключения. Сегодня наша статья посвящена самым популярным вольтамперметрам и их схемам подключения. Также, помимо стандартной схемы, мы будем описывать, как подключить вольтамперметр к зарядному устройству
Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем
Мы выбрали 4 самых распространенных вольтамперметров, которые используют умельцы в своих устройствах. Диапазоны измерений большинства приборов составляют 0-100 В, а также имеют встроенный шунт на 10 А. Принцип подключения у них очень похож, но есть свои нюансы.
TK1382 схема подключения
Вольтамперметр TK1382 можно купить по цене 3,5-5 у.е. Прибор имеет два калибровочных резистора: подстройка напряжения, подстройка тока.
Измеряемое напряжение 0-100 В; ток 0-10 А. Питание прибора должно находиться в рамках 4,5-30 В.
YB27VA схема подключения
Вольтметр амперметр YB27VA имеет аналогичные параметры по диапазону измерений тока и напряжения. Единственным отличием становиться другая компоновка платы и цветовая маркировка проводов.
Примерная цена составляет 3,5-4,5 у.е. на плате также присутствуют подстроечные резисторы.
DSN-VC288 схема подключения
Вольтметр амперметр DSN-VC288 также является одним из самых популярных у радиолюбителей. Цена его колеблется в пределах 4 у.е.
Многие, кто сталкивался с такими приборами жалуются на плохое качество калибровочных резисторов.
BY42A схема подключения
Кому нужна высокая точность измерений, может воспользоваться вольтамперметром BY42A. Такой прибор даст на один знак после запятой больше.
Вольтметр амперметр BY42A рассчитан на более высокое измеряемое напряжение – до 200 В, но напряжение питания прибора должно находиться в пределах 3,8-30 В.
Также BY42A можно встретить в двух вариантах исполнения платы, но цветовая маркировка проводов остается прежней.
Используя вольтамперметр в своем автомобильном зарядном устройстве, можно не только визуально контролировать процесс зарядки АКБ, но и своевременно диагностировать состояние батареи. Достаточно будет подключить зарядное, где установлен вольтамперметр к батареи, и мы увидим какое сейчас на ней напряжение.
studvesna73.ru
Поделиться с друзьями: