Робота і пристрій амперметра і вольтметра

§ 22.17. Робота і пристрій амперметра і вольтметра.

Магнітна дія струму використовується в приладах двох типів: магнітоелектричних і електромагнітних.

У магнітоелектричні прилади є нерухомий постійний магніт і рухома рамка, яка повертається під дією сили Ампера, коли в рамці йде струм (рії. 22.30). Спіраль на осі рамки протидіє повороту рамки.

Чим більше струм, що протікає по рамці, тим на більший кут вона повертається. Рамка соёдінена зі стрілкою, кінець якої переміщається по шкалі. Магнітоелектричні прилади відрізняються великою точністю і високою чутливістю, але придатні тільки для постійного струму.

В електромагнітному приладі (рис. 22.31) є нерухома котушка До і рухливий сердечник з м'якої сталі А, який втягується в котушку, коли по ній тече струм. Сердечник з'єднаний зі стрілкою, кінець якої перемішається за шкалою, коли сердечник втягується в котушку. Коливання стрілки при включенні приладу в ланцюг заспокоює повітряне гальмо який називають демпфером. Цей прилад менш точний і чутливий, ніж магнітоелектричний, але він може застосовуватися в ланцюгах і постійного, і змінного струму і не боїться перевантажень.

Включення будь-якого вимірювального приладу не повинно помітно змінювати режим роботи електричного кола. Наприклад, включення амперметра, так само як і вольтметра, не повинно змінювати силу струму в ланцюзі.

Зауважимо, що за своїм внутрішнім устроєм амперметр нічим не відрізняється від вольтметра, крім величини опору. Амперметр включається в ланцюг послідовно, тому його опір має бути якомога менше. Інакше при його включенні сила струму буде помітно зменшуватися. Вольтметр включається в ланцюг паралельно до тих двох точках, між якими він вимірює напругу, тому його опір має бути якомога більше.

Напруга між точками А і В (рис. 22.32) дорівнює добутку для однієї з гілок між ними. Якщо такий гілкою є вольтметр, то Оскільки постійно, напруга пропорційно силі струму в вольтметрі

Отже, вольтметр представляє собою амперметр, на шкалі якого нанесені поділки, що відповідають добутку сили струму в приладі на опір приладу

Якщо амперметром, який розрахований на вимірювання сили струму не більш потрібно виміряти струм перевищував би, не більше ніж раз, то паралельно амперметрі приєднується шунт (рис. 22.33, а), опір якого має бути в кілька разів менше, ніж опір амперметра. З рис. 22.33, а видно, що Так як отримуємо

Оскільки за умовою то маємо звідки

Формула (22.20) дозволяє розрахувати опір шунта, що розширює межі вимірювання амперметра в раз.

Для того щоб вольтметром, розрахованим на вимір напруг, не великих можна було вимірювати напруги, що перевищують в раз, послідовно з вольтметром з'єднують додатковий опір (рис. 22.33, б). Найбільша напруга яке після цього можна виміряти вольтметром, дорівнюватиме сумі Оскільки маємо або звідки

Формула (22.21) дозволяє розрахувати додатковий опір до вольтметра, що розширює межі його вимірювання в раз.