Каким прибором измеряют силу тока: Каким прибором измеряют силу тока в цепи и как этот прибор включается в цепь? Нарисуйте

Как определить силу электрического тока в цепи? каким прибором

Электрическая цепь представляет собой совокупность различных элементов, соединенных определенным образом, через которые осуществляется протекание тока и выполняется соответствующая полезная работа. Для обеспечения необходимого функционирования всех устройств, включенных в электрическую схему, необходимо соблюдение ряда параметров, а именно физических характеристик к которым относятся сила тока, напряжение и сопротивление всех элементов цепи. Все эти величины связаны между собой и имеют определенную зависимость согласно закону Ома.

На практике нередко возникает проблема не только как определить силу тока цепи в электрической цепи, но и остальные параметры если точные входные параметры имеются в недостаточном объеме.

Способы определения параметров электрической цепи

Существует два основных варианта как определить силу электрического тока в проводнике, а также остальные характеристики – это косвенный способ вычислений и прямой метод измерения с помощью соответствующих приборов.

Прямой способ определения силы электрического тока

Данный вариант основан на использовании контрольно-измерительного устройства, которое называется амперметр. Свое наименование данный прибор получил от ампера – единицы силы тока принятой в международной системе СИ. В отличие от вольтметра, который позволяет определить разность потенциалов (напряжение), амперметр применяется довольно редко. В домашних и большинстве производственных условий напряжение в сети известно, а зная потребляемую мощность электрических устройств, не составляет особого труда определить остальные параметры, взаимосвязь которых будет показана ниже.

Амперметр.

Сложнее ситуация, когда электрическая цепь имеет свои особенности, например, электропроводка автомобиля, которая включает в себя огромное количество различных устройств. Нередко возникает вопрос как определить силу тока в электрической лампочке или другом элементе бортовой системы, чтобы это не отразилось на его безопасной эксплуатации.

Особенностью таких схем является неоднородность параметров электрической цепи на отдельных участках. Вот здесь и пригодится амперметр. Измерение силы тока в электрической лампочке автомобиля представляет собой простую операцию – достаточно в месте ее установки последовательно включить амперметр и считать показания на шкале. Еще одним прибором каким измеряют силу электрического тока является многофункциональный тестер (фото ниже).

Мультиметр.

С его помощью можно получить данные о напряжении или сопротивлении на отдельных участках любой цепи.

Косвенный метод определения силы электрического тока в проводнике

Данный способ определения силы тока основан на определении силы тока через измерение остальных параметров электрической цепи. Для этого необходимо воспользоваться законом Ома, который описывает зависимость основных параметров относительно друг друга. Данный закон устанавливает прямую зависимость силы тока (I) от разности потенциалов (U), а также обратную связь от сопротивления (R) проводника на определенном участке цепи, что отображается формулой I=U/R.

Таким образом, если возникает такая проблема, как определение силы электрического тока в проводнике при отсутствии амперметра, необходимо воспользоваться вольтметром и омметром. Как правило, данные устройства объединены в едином корпусе, но могут представлять и самостоятельные приборы. Измерив требуемые параметры и подставив их в вышеприведенную формулу получаем искомую величину силы тока.

Необходимо отметить что использование многофункционального тестера значительно облегчает нахождение всех параметров электрической цепи. Единственное на что требуется обратить внимание при определении силы тока в любом элементе электрической схемы с помощью тестера или амперметра – это выбор правильного диапазона измерений. При отсутствии предварительных данных, измерения необходимо начинать при выставлении максимальных величин и постепенно их уменьшать до отображения достоверных данных.

Взаимосвязь основных параметров электрической цепи

Как отмечалось выше электрическая цепь представляет собой совокупность элементов и устройств выполняющие определенную работу при перемещении по ней заряженных частиц. Каждый элемент обладает своем сопротивлением, что влияет на величину силы тока и напряжения на выходе.

Взаимосвязь этих значений как раз-таки подчиняется закону Ома!

Но определение силы электрического тока в проводнике возможно и через потребляемую мощность устройства (Р). Формула расчета мощности выглядит следующим образом:. Для примера рассмотрим проблему как определить силу тока в электрической лампочке, зная ее мощность. Исходные данные – сеть с напряжением 220 вольт, мощность лампы 100 Вт., следовательно, сила тока в электролампе будет равна 0,45А (100Вт/220В). Аналогично можно определить данный параметр для всех элементов электрической цепи.

Семь основных приборов для электриков

Место в сумке для инструментов всегда в дефиците, поэтому необходимо убедиться, что все приборы, которые вы носите с собой, выполняют свое назначение. Для оптимального использования пространства в сумке для инструментов в первую очередь необходимо выбирать универсальные, надежные, прочные и компактные инструменты. Кроме того, стоит использовать приборы, которые оснащены несколькими функциями.

Недавно мы спросили электриков о том, какие пять приборов они считают основными. Получив множество разных ответов, мы решили рассказать не о пяти, а о семи главных приборах: бесконтактном тестере напряжения, изолированных ручных инструментах, токоизмерительных клещах, мультиметре, тестере сопротивления изоляции, тестере флуоресцентного освещения и измерителе сопротивления заземления. Эти инструменты являются для электриков приборами первой необходимости.

1. Бесконтактный тестер напряжения

Возможность измерять напряжение без измерительных проводов позволяет сэкономить время и обеспечить безопасность. Электрический тестер Fluke T6-1000 с технологией FieldSense и измерительной вилкой скользит по проводнику, позволяя легко измерять напряжение до 1000 В перем. тока и силу тока до 200 А перем. тока. Кроме того, этот прибор легко помещается в кармане.

2. Изолированные инструменты

Изолированные ручные инструменты новой серии Fluke соответствует тем же строгим требованиям безопасности, надежности и эргономики, что и все приборы нашей компании. Изолированные инструменты Fluke, которые точно спроектированы и изготовлены из немецкой стали CMV, имеют длительный срок службы и обеспечивают безопасность.

Изолированные отвертки Fluke, сертифицированные для напряжения 1000 В перем. тока и 1500 В пост. тока, обеспечивают превосходную защиту от поражения электрическим током и случайных падений на оборудование под напряжением. Эргономичная рукоятка приспособлена к руке пользователя, что снижает нагрузку и утомляемость во время работы, а также обеспечивает максимальный крутящий момент.

Высокопрочные пассатижи Fluke для электромонтеров обеспечивают надежный и мощный захват благодаря губкам с насечками и отверстию с четырьмя точками зажима. Компактная форма обеспечивает удобный захват проводов в ограниченных пространствах и позволяет сэкономить место в сумке. Масса этих пассатижей на 20 % меньше аналогичных инструментов.

Длинногубцы Fluke с узкими губками выполняют сразу две функции. Уникальные фрезерованные волнообразные зоны захвата и четыре точки зажима для круглых предметов обеспечивают фиксацию без проскальзывания. Кроме того, с помощью боковой режущей кромки можно обрезать провода.

3. Токоизмерительные клещи

Обхватите с помощью токоизмерительных клещей Fluke 376 FC с измерением истинных среднеквадратичных значений проводник и посмотрите показания тока на смартфоне, находясь на безопасном расстоянии от зоны с угрозой возникновения вспышки дугового разряда. Прибор позволяет измерять силу тока до 1000 А перем./пост. тока, а также регистрировать результаты и тенденции для поиска перемежающихся неисправностей. Кроме того, вы можете создавать и отправлять отчеты непосредственно с места проведения работ.

4. Мультиметр

Цифровой мультиметр Fluke 117 разработан электриками для электриков. Этот прибор позволяет выполнять основные измерения: сила тока 10 А, сопротивление, целостность цепи, частота и емкость. Также он оснащен встроенными функциями бесконтактного обнаружения напряжения, автоматического измерения напряжения и LoZ. Это именно то, что вам нужно для точной и продуктивной работы.

5. Тестер сопротивления изоляции

Тестер сопротивления изоляции Fluke 1587 FC — это цифровой тестер сопротивления изоляции, объединенный в компактном корпусе с полнофункциональным цифровым мультиметром с измерением истинных среднеквадратичных значений. Используйте этот прибор для определения проблем, связанных с изоляцией. Результаты можно просматривать и сохранять непосредственно на приборе. Также результаты можно получать удаленно и отправлять их коллегам с помощью смартфона.

6. Тестер флуоресцентного освещения

Откажитесь от метода проб и ошибок при обслуживании флуоресцентных ламп и сэкономьте много времени с помощью тестера флуоресцентного освещения Fluke 1000FLT. С помощью одного компактного устройства можно выполнить пять основных проверок флуоресцентного освещения. Прибор оснащен функциями проверки ламп, измерения балластного сопротивления и бесконтактного измерения напряжения, а также функциями проверки целостности контактов и дискриминатора типа балластного сопротивления. Устройство выдерживает падение с высоты 1,8 м (6 футов).

7. Измеритель сопротивления заземления

Безэлектродные клещи для проверки заземления Fluke 1630-2 FC измеряют утечку переменного тока на землю без необходимости устанавливать дополнительные измерительные электроды. Благодаря этому измерителю сопротивления заземления не нужно отключать параллельное заземление. Прибор упрощает проверку заземления внутри зданий, на опорах линий электропередач и в местах, где нет доступа к почве для установки измерительных электродов. Беспроводное подключение к мобильному приложению позволяет удаленно просматривать и сохранять результаты измерений, а также отправлять эти данные коллегам.

Как измерить силу тока в цепи постоянного и переменного тока

Любая электротехническая система не обходится без расчета силы тока в цепях, проводниках и приборах. Например, при монтаже электрической проводки в однофазной сети или в трехфазной сети для расчета толщины проводников и автоматических защитных выключателей необходимо знать силу тока, который будет протекать в данных линиях. Правильное измерение – залог безопасной и надежной эксплуатации любого электрического устройства.

Измерения силы тока проводят не только для расчета цепей, но и для диагностики электрического оборудования (например, измерения на трехфазном двигателе) и бытовых электроприборов (в нагревателе, лампочках, блоках питания, зарядных устройствах USB и пр.). Автомобильные электрики, для выявления неисправности в электрических системах автомобиля (например, в прикуривателе) проводят измерения силы тока на аккумуляторе или на генераторе автомобиля. В этой статье мы подробно расскажем, как правильно измерять ток в различных ситуациях.

Как измерить ток

Для того, чтобы уметь правильно измерить силу тока, не обязательно быть профессиональным электриком, но необходимо иметь некоторые познания в электротехнике.

Что же такое сила тока? Сила тока – физическая величина, которая равна отношению количества заряда, который проходит через определенную поверхность за некоторое время, к величине этого промежутка времени. Данная величина измеряется в Амперах и обозначается буквой «А». Хоть определение силы тока и звучит достаточно мудрено, но в этой физической величине нет ничего сложного.

Но как измерить амперы? Чтобы провести измерения силы тока необходимо иметь определенный инструмент или оборудование для этого. Обычно измерения в цепи постоянного напряжения проводят мультиметром или тестером, а в сетях переменного напряжения токоизмерительными клещами или амперметром.

Постоянный ток

Как уже было сказано выше, измерения силы тока в цепях постоянного напряжения удобнее всего проводить мультиметром. Для того, чтобы осуществить измерение необходимо взять мультиметр и настроить его для работы с силой тока.

Для этого переключатель режимов перемещается в положение DCA (измерение постоянного тока), а красный и черный штекеры щупов мультиметра подключаются к гнездам с обозначением «10А» и «COM», а другие концы подключаются в разрыв цепи (то есть красный подключается к положительной полярности, а черный к отрицательной).

На современных китайских мультиметрах есть два гнезда для измерения силы тока. Одно из них подписано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов, зачастую не более 200 мА. А второе гнездо подписывается либо просто «А», либо «10А». Оно не защищено предохранителем и предназначено для измерения тока большой величины. При этом время измерения обычно ограничивается периодом в 10-20 секунд.

Измерения производят с максимального значения, постепенно уменьшая для получения на экране необходимой размерности значения. Важно понимать примерную мощность электрической сети, в которой проводятся измерения, и выбирать прибор в соответствии с этим. Если прибор не рассчитан на такую величину, то он может выйти из строя или произойдет короткое замыкание.

В быту измерения силы тока постоянного напряжения проводят, например, у светодиода на светодиодной ленте или на плате телевизора (или другой техники) при его ремонте, а также в других случаях.

Многие думают, что для измерений силы тока нужно покупать дорогой мультиметр. Но тут надо понимать, для каких целей и задач будет использоваться прибор. Если работу выполняет профессиональный электрик, то приобретается более точный и дорогой инструмент, а домашние измерения можно производить и китайским мультиметром.

Подробно о том, как пользоваться мультиметром, мы рассказали в статье: https://samelectrik.ru/kak-pravilno-ispolzovat-multimetr-prostaya-instrukciya-s-kartinkami.html.

Переменный ток

Измерение силы тока в цепи переменного тока сложнее, чем для постоянного. Для этого применяют такие приборы, как амперметр или токоизмерительные клещи. Использование токоизмерительных клещей – самый удобный и безопасный способ, но он подходит только при открытой прокладке проводки или кабеля. Такой способ позволяет измерить ток без разрыва цепи, что существенно безопаснее и быстрее.

Измерение производится путем помещения проводника под напряжением в разъёмный магнитопровод со вторичной обмоткой (конструкция почти аналогична трансформатору тока). Благодаря явлению электромагнитной индукции можно измерить вторичный ток в обмотке, а после этого прибор рассчитывает первичный в измеряемой цепи. При измерении токоизмерительными клещами проводник заводится в раствор клещей и на дисплее прибора отображается сила тока в цепи переменного напряжения.

Чтобы применять амперметр для измерений силы тока нужно обладать определенными навыками и знать, как следует включить в цепь амперметр чтобы измерить силу тока.

Амперметр, как и мультиметр включается в разрыв цепи. При этом важно понимать, что переменный ток наиболее опасен, поэтому требует серьезного отношения к электробезопасности. При включении амперметра в цепь, подачи напряжения и подключения нагрузки на дисплее или табло амперметра будет указана сила тока в цепи.

Примеры измерения тока

Для понимания принципов измерения силы тока в различных электроприборах и цепях ниже приведены варианты устройств и способы измерения силы тока.

Электродвигатель

Измерения силы тока в обмотках электродвигателя производят для проверки наличия коротких замыканий, неисправностей и для настройки правильного алгоритма управления электродвигателем. Так как ток в трехфазном асинхронном двигателе в каждой фазе одинаковый, то достаточно подключить один амперметр к одной фазе для проверки его потребления.

Для диагностики каждой из обмоток замеряют ток в каждой фазе, и если в каждой из фаз он отличается, то в какой-то из обмоток возможно межвитковое замыкание, а если в одной из фаз вообще нет тока — то либо обрыв на линии либо обрыв в обмотке. Если в одной из фаз ток есть но он меньше чем в двух других – возможен плохой контакт в брно или в коммутационных приборах.

У однофазного электромотора все проще: ток измеряется на единственной фазе. Но нужно иметь в виду, что максимальная сила тока амперметра ограничена и обычно составляет не более 5А, поэтому при для больших токов используют токовые клещи или другие схемы с трансформаторами тока и амперметром.

Сварочный аппарат

Для того, чтобы понимать какие электроды использовать и в каком режиме производить сварочные работы можно измерить силу тока на проводе выхода у сварочного аппарата под нагрузкой. Измерение производят аналогично другим приборам, включая в цепь на сварочном инверторе амперметр с трансформатором (бывают и старые модели амперметров с возможностью измерения до 200 А) или используя токоизмерительные клещи.

Батарейки и аккумуляторы

В быту часто бывает необходимо измерить ток электроприбора на батарейках (в качестве батареек могут быть кроны, пальчиковые батарейки и прочие аккумуляторы). Важно понимать, что просто подключить мультиметр или амперметр к источнику нельзя, потому что силу тока измеряют только под нагрузкой.

В качестве нагрузки можно остановится на лампе накаливания или на резисторе или включится в цепь самого прибора. Для замера нужно выбрать на мультиметре необходимый режим (для измерения постоянного тока), правильно подключить клеммы к прибору и на участке цепи. При этом на экране мы получим искомое значение для той нагрузки, которая подключена к аккумулятору.

Заключение

Как можно убедится, существует всего два способа измерения силы тока:

1. С помощью амперметра или мультиметра — в этом способе важно чтобы прибор выдерживал и его предел измерения был рассчитан на измеряемую силу тока. Недостаток у этого способа состоит в том, что необходимо разрывать цепь. Тогда при измерениях на плате придется перерезать дорожку, а при измерении потребления приборов – разделывать их кабель и выделять одну из жил, или отключать от прибора один провод и включать в его цепь измерительный прибор.
2. С помощью токоизмерительных клещей. Зачастую этот способ используются для измерения переменного тока, но современной промышленностью выпускают токоизмерительные клещи для постоянного тока, принцип действия которых основан на эффекте Холла (только такие клещи дороговаты — стоят от 50$). Удобен способ тем, что не нужно разрывать цепь – нужно лишь ОДНУ жилу вложить в клещи и на экране высветится сила тока в цепи (или стрелка подскочит, если прибор стрелочный).

Существуют и комбинированные способы, когда измерительный прибор не рассчитан на измеряемую величину – можно использовать трансформатор тока. Например, электросчетчики прямого включения не всегда могут измерять большие токи для учета электроэнергии. Тогда их подключают не напрямую, а через трансформатор тока.

Теперь вы знаете, как измерить силу тока в цепи постоянного и переменного тока. Надеемся, наша инструкция и примеры помогли вам разобраться в вопросе. Если что-либо осталось непонятным, задавайте вопросы в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Физика 8 класс. Измерение силы тока и напряжения. Измерение работы и мощности тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ

Для измерения силы тока существует измерительный прибор — амперметр.

Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать :

1. Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи,
силу тока в котором необходимо измерить.

2. При подключении надо соблюдать полярность: «+» амперметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» амперметра — к «минусу» источника тока.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
НА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

2.Соблюдаем полярность: «+» вольтметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» вольтметра — к «минусу» источника тока.

___

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор — ваттметр.
При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI ……… и ……. A = UIt

ОПРЕДЕЛИ !

1. Что изменилось на участке цепи, если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

___

2. Какими способами можно определить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые приборы, кроме вольтметра?

Устали? — Отдыхаем!

Физика — 8

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Ампер
Последовательно
Амперметр
Сила тока

ЧТО ВЫ УЗНАЛИ?
Физическая величина, численно равная величине электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за 1 секунду, называется __. Единицей силы тока в СИ является __. Силу тока измеряют__. Он включается в цепь __.

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

1. Что характеризует сила тока?
2. Каким прибором измеряют силу тока, как этот прибор условно обозначается на схемах и как его подключают к дели?
3. Чему равна сила тока в проводнике, если через его поперечное сечение за 10 минут проходит 200 Кл электрического заряда?

6.6. Напряжение и его измерение

Несмотря на спокойное течение Куры и Вял вял я по низменности, обе реки впадают в Каспийское море. Причина этого — разница уровней истоков этих рек и их устьев — мест впадения в море; реки текут от мест, где их воды обладают большей потенциальной энергией, к местам, где их потенциальная энергия меньше.

• Что является аналогичной причиной протекания электрического тока по цепи? Существует ли в электрической цепи разность энергий?

ИССЛЕДОВАНИЕ-1

• Какую величину в цепи изменяет источник тока?

Оборудование: источник тока (батарейка или выпрямитель), ключ, лампа в патроне, соединительные провода, амперметр, клейкая пента.
Ход работы:

1. Соберите цепь из батареи, лампы, амперметра и ключа (a).

2. Замкните ключ и обратите внимание на яркость свечения лампы и показания амперметра.
3. Разомкните ключ и замените батарейку на другой источник тока.

4. Замкните ключ и следите за яркостью свечения лампы и показаниями амперметра (b).

Обсудите результаты исследования:

• Почему при замене источника тока яркость свечения лампы и показания амперметра изменились?

Сила тока приборы для измерения

    Развитие количественных методов анализа исторически тесно связано с созданием новой измерительной техники. Так, возможность разложения света в спектр обусловила появление разнообразных и чрезвычайно ценных оптических методов анализа, дальнейшая разработка которых продолжается и, в настоящее время. В свою очередь, применение этих методов в количественном анализе вызвало необходимость точных электрических способов измерения интенсивности светового потока. Изучение закономерностей электрических процессов и создание точных приборов для измерения силы тока и напряжения стало основой возникновения и развития электрохимических методов анализа. Затем появились термические методы, анализа, основанные на точном измерении температуры с помощью термоэлементов и термисторов, и радиохимические методы анализа, в которых осуществляется чувствительная регистрация радиоактивных излучений. [c.254]
    Обработка результатов измерений потенциалов и силы токов заключается в определении средних, максимальных и минимальных значений их за время измерения. Если измерения выполнены показывающими приборами с использованием стального электрода сравнения в зонах влияния блуждающих токов электротранспорта, то среднее положительное Л ср(+) и среднее отрицательное Л ср(-) значения измеренного параметра (потенциала или силы тока) определяют по формулам [c.64]

    Приборы и реактивы источник постоянного тока (выпрямитель), прибор для измерения силы тока, прибор для определения числа Фарадея, 5 %-ный раствор КОН. [c.71]

    При измерениях силы тока при Помощи прибора 2 вместо значения 1о Измеряется величина h- Здесь отклонение результата измерений (погрещность) уменьшается по мере уменьшения измеряемого напряжения Ui и соответственно увеличения угла наклона , т. е. с уменьшением внутреннего сопротивления. Это означает, что при измерениях силы тока прибор (амперметр) должен иметь возможно более Низкое внутреннее сопротивление, чтобы не повышалось суммарное сопротивление й цепи Тока и чтобы не изменялась измеряемая величина. Обычные приборы магнитоэлектрической системы имеют внутреннее сопротивление около 100 Ом на 1 мА ( 2=0,1 В) и вполне пригодны для измерений силы тока. Для меньших значений силы тока имеются и более высококачественные приборы с показателем 5 кОм на 1 мкА [c.82]

    Таким образом, в каждом термоэлектрическом пирометре имеется прибор для замера величины силы тока или измерения разности потенциалов. Такими приборами служат обычный указывающий гальванометр или более сложный регистрирующий прибор, включающий в себя гальванометр-потенциометр. [c.76]

    Для измерения силы тока прибор при помощи кнопки подключается параллельно шунту Вш, для измерения выпрямленного напряжения — последовательно добавочным сопротивлениям i dj и Rd - [c.118]

    Высота полярографической волны пропорциональна концентрации восстанавливающегося вещества, и поэтому ее измерение служит для количественных определений. Полярографический метод весьма чувствителен и позволяет проводить количественные определения вплоть до концентраций порядка 10- кмоль/м . Применяемые в настоящее время приборы — полярографы — автоматически увеличивают наложенное напряжение и одновременно записывают силу тока. Они получили широкое распространение в практике научных и производственных лабораторий. [c.271]

    Промышленные схемы потенциометров несколько сложнее, потому что в них необходимо обеспечить или строгое постоянство силы тока в реохорде, или точное его измерение, а также они должны удовлетворять ряду других требований, связанных с надежностью н точностью прибора. Автоматические потенциометры обеспечивают непрерывный без вмешательства человека контроль температуры повышенной точности и ее регулирование. [c.57]

    Блок измерения состоит из катодного вольтметра типа ОР-205 (или другого типа), моста переменного тока типа Р-568 и высокоомного многопредельного прибора для измерения силы тока в цепях постоянного тока. [c.215]

    Для определения плотности зарядов статического электричества используют гальванометры постоянного тока (микроамперметры, гальванометрические и электрометрические усилители). Шкалы этих приборов рассчитаны на измерение тока силой 20—30 мА и ниже. Высокочувствительные гальванометры позволяют измерить силу тока 10 —10 А. [c.176]

    Для измерения направления и силы тока в трубопроводах и обсадных колоннах скважин применяется метод падения напряжения. Измерительный прибор (милливольтметр или потенциометр) подключается к трубопроводу через катодные выводы или непосредственно к трубопроводу в шурфах или частях трубопровода, доступных с поверхности. [c.275]

    Так как потенциалы и токи могут изменяться первые — по значению и знаку, вторые — по силе и направлению, измерения проводят в течение длительного времени (за это время по рельсовой сети проходят два-три поезда в противоположных направлениях). При полном обследовании дренажной защиты ведут суточные измерения с помощью самопишущих приборов, принимая за результат средние значения измеренных величин по методике, изложенной ранее. Дополнительными, или сопутствующими, являются измерения потенциалов рельс — грунт (рис. 8,3, б) труба — рельс (рис. 8.3, в) сопротивления дренажной цепи (рис. 8.3, г) и стыков рельсов (рис. 8.3, )). [c.181]

    Пользуясь прибором для определения электропроводности, сравните электропроводность указанных кислот. Для этого возьмите децимолярный раствор каждой кислоты. Измерение силы тока производите при одинаковых условиях. Перед погружением электродов в каждый новый раствор ополаскивайте их дистиллированной водой. Напишите уравнения электролитической диссоциации каждой из четырех кислот, зная, что молекулы кислот диссоциируют на ион водорода и анион кислоты. [c.71]

    Подчинение этих процессов разным законам приводит к тому, что ток ДЭС затухает раньше фарадеевского (рис. 5.15,а). Это обстоятельство позволяет разделить ток двойного слоя и фарадеевский ток, проводя измерение в момент времени т, и исключить первый. Конечно, при этом приходится иметь дело с весьма малыми силами тока, но современные электронные схемы позволяют без особых искажений усилить малые токи до любых значений, необходимых для управления регистрирующим прибором, скажем, самописцем. [c.285]

    Ручки диапазон тока и измерение тока служат для регулирования чувствительности прибора в пределах от 0,1 до 1000 мкА и для измерения силы тока, проходящего через ячейку. [c.184]

    Типичная задача на синтез измерительной системы. Измерение, как и изменение, всегда связано с преобразованием энергии. Но в задачах на изменение необходимость преобразования энергии видна намного отчетливее, чем при решении задач на измерение. Поэтому при решении задачи 4.5 методом перебора вариантов даже не вспоминают о законе обеспечения сквозного прохода энергии. В эксперименте задача была предложена четырем заочникам, живущим в разных городах и только приступающим к изучению ТРИЗ. Результат выдвинуто 11 идей, правильного решения нет. Предложения характеризуются неопределенностью Может быть, острые и тупые кнопки отличаются по весу Тогда надо проверить возможность сортировки по весу… Четыре заочника второго года обучения дали правильные ответы, причем двое них отметили тривиальность задачи. В самом деле, если применять закон о сквозном проходе энергии, ясно, что энергия должна проходить сквозь основание кнопки и стерженек, а затем поступать на измерительный прибор. При этом между острием стерженька и входом измерительного прибора желательно иметь свободное лространство (воздушный промежуток), чтобы не затруднять движения кнопок . Цепь кнопка — острие стерженька — воздух — вход прибора может быть легко реализована, если энергия электрическая, и значительно труднее — при использовании других видов энергии. Следовательно, надо связать процесс с потоком электрической энергии в каких случаях ток зависит от степени заостренности стерженька, контактирующего с воздухом Такая постановка вопроса, в сущности, содержит и ответ на задачу надо использовать коронный разряд, сила тока в [c.65]

    Перед таблицей указывают тип и марку прибора, на котором проводились измерения, условия опыта (например, длину волны или силу тока и т.д.), а в самом отчете приводят принципиальную схему прибора с указанием его основных узлов. [c.14]

    Перед определением прибор заполняют жидкостью так, чтобы в порах диа- фрагмы 1 не оставалось воздуха и установилось постоянное положение мениска жидкости в левой части капиллярной трубки 5. После этого включают ток в таком направлении, чтобы мениск в капилляре 5 передвигался слева направо, и отсчитывают скорость его перемещения по секундомеру. Одновременно с помощью миллиамперметра, включенного в электрическую цепь прибора, измеряют -силу тока. Недостатком прибора является поляризация электродов и образование продуктов электролиза, которые могут проникать в капилляры диафрагмы и этим самым вносить ошибку в результаты измерения. [c.216]

    Требуется измерить количество электричества (постоянный ток), прошедшего через раствор или какой-либо прибор. В распоряжении имеются только точный амперметр и секундомер. Сила тока во времени изменяется. Как осуществить измерение количества электричества  [c.18]

    Так как сопротивление стеклянного электрода велико, то для измерения э. д. с. применяется высокочувствительная аппаратура, позволяюш,ая определить потенциал с точностью до 1 мВ при сопротивлении цепи порядка нескольких десятков и сотен мегом, т.е. при силе тока в цепи порядка 10 -г Ч- 10 А. Применяют приборы с чувствительными гальванометрами, электрометрами электромагнитных и электростатических систем. [c.421]

    Флуктуации делают невозможным измерение какой-либо величины с очень высокой степенью точности. Так, чтобы можно было обнаружить ток в цепи, сила его должна быть больше флуктуации силы тока. В настоящее время только в электрических приборах достигнута столь высокая степень точности, что флуктуации оказывают влияние на их работу ( ползание нуля гальванометра, дробный эффект в фотоэлементе и т. д.). [c.97]

    Проходящий через гальванометр 7 ток отклоняет зеркальце тем сильнее, чем больще сила тока. Отраженный зеркальцем луч света оставляет на фото бумаге тонкую линию, видимую после проявления. Таким образом прибор авто матически записывает вольт-амперную кривую вместе с рядом параллельно рас положенных вертикальных линий, расстояние между которыми равно 1 см, т. е соответствует увеличению напряжения на 0,1 (или на 0,2) в. На рис. 67 изобра жена полученная полярограмма и показан способ измерения высоты полярогра фической волны (отрезок h), по величине которой определяют концентрадию соответствующего иона в растворе. [c.454]

    Электрические методы измерения механических параметров. Для измерения механических параметров нпгроко используют электрические методы. Их преимущества — малая инерционность измерительных устройств, что особенно важно при изучении быстро протекающих процессов в машинах, высокая чувствительность, возможность дистанционного измерения, простота хранения и обработки информации. Система измерения в этом случае состоит из датчика, преобразующего измеряемый импульс в электрический сигнал, усилителя электрического сигнала (напряжения или силы тока), измерительного устройства, включающего регистрирующие приборы (различные самописцы или осциллографы). По нрннцину работы [c.20]

    Степень поляризации зависит от характера анодных и катодных участков, состава коррозио1шой среды и плотности коррозионного тока. Чем бо,1ьше наклон поляризационных кривых, тем сильнее поляризуется электрод и тем сильнее тормозится анодный или катодный процесс. Для снятия поляризационных кривых могут быть использованы разные схемы установок. Схема любой установки для снятия поляризационных кривых гальваностатическим способом подобна схеме для измерения электродных потенциалов компенсационным методом и отличается от нее по существу только тем, что она предусматривает подвод постоянного тока к исследуемому электроду и измерение его величины, т. е. включает источник постоянного тока, приборы для измерения силы тока и регулирования его величины и вспомогательный поляризующий электрод. Схема установки для снятия поляризационных кривых приведена на рис. 222. [c.342]

    Нефелометрический метод, основанный на сравнении прозрачности обводненного и обезвоженного эталонного масла, применим при равномерном диспергировании воды в масле, так как в противном случае возможны искажения вследствие неодинакового светорассеяния из-за полидисперсности микрокапель воды. Поэтому в приборах, основанных на указанном принципе, имеется эмульгатор для создания монодисперсной эмульсии воды в масле. Измерения проводят при помощи фотоэлементов, собранных по мостовой схеме сила тока пропорциональ на разности освещенностей рабочей и эталонной камер [c.38]

    ПepeнJЭ ный измерительный комплект К-50 имеет постоянно смонтированную схему и служит для измерений силы тока, напряжения и мощности в однофазных и трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока при равномерной и неравномерной нагрузке. В отдельном корпусе смонтирован блок трансформаторов тока типа И-508, предназначенный для расширения пределов измерения. Переносной измерительный комплект рассчитан для работы в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от 10 до 35 °С и относительной влажности до 80%- Прибор соответствует классу точности [c.59]

    Далее устанавливают градуированные капилляры и проверяют герметичность ячейки. Если положение менисков жидкости в капиллярах не изменяется в течение 3—5 мин, это показывает, что прибор герметичен. Прибор подключают к источнику постоянного тока, включают тумблер сеть и по секундомеру измеряют время прохождени5[ мениска жидкости между делениями капилляра. По направлению д[и жe-ния жидкости через мембрану к тому или иному электроду определяют знак заряда частиц. Кроме того, по миллиамперметру фиксируют значение силы тока. Затем тумблер сеть выключают, изменяют полярность электродов переключателем полярности и снова проводят измерение. [c.98]

    Микроамиерметр М-252 предназначен для измерения силы тока в цепях постоянного тока с непосредственным отсчетом по шкале. Он представляет собой лабораторный прибор магнитоэлектрической системы, рассчитанный на эксплуатацию при температуре окружающей среды от -fio до +35°С и относительной влажности до 80%. [c.71]

    Прибор Н-399 — многопредельный переносной самопишущий милливольтамперметр со встроенным полупроводниковым усилителем, предназначенный для измерения и записи постоянных напряжений, а также блуждающих токов при температуре окружающего водуха от нуля до +50 С и относительной влажности до 95 % при 30 С. Питание прибора — от сети переменного тока или от источника постоянного тока (сухие элементы, аккумуляторные батареи) с преобразователем П-39 для привода двигателя, перемещающего диаграмму. Пределы измерений напряжения — от 0,001 до 100 В, силы тока — в зависимости от наружных шунтов от О до 500 А. Класс точности прибора 1,5. Габариты, мм — 230x180x315, масса — 10 кг. [c.73]

    Прибор Ф-431/2 — транзисторный ампервольтметр, предназначенный для измерения напряжения и силы тока в цепях постоянного и переменного тока. Достоинство прибора-возможность измерения силы переменного тока от десятых долей микроампера, широкий диапазон измеряемых величин, высокое входное сопротивление, малые габариты (115x215x90 мм) и масса (1,5 кг), питание от встроенной батареи. Прибор работает при температуре окружающего воздуха от +10 до +35 С и относительной влажности воздуха до 80 %. Пределы измерений прибора напряжения — от 0,ОМО 3 до 5-10″3 В, силы тока — от [c.73]

    Техническое оформление питания электролиза осуществляется, aiK упоминалось, посредством последовательного включения источника переменного тока в цепь постоянного. Измерение суммарной силы тока и напряженйя осуществляют с помощью тепловых электроизмерительных приборов. Величину суммарной силы тока подсчитывают исходя из равенства [c.251]

    Электронный прибор для измерения э.д.с. является, по существу, автоматизированным вариантом компенсационной схемы (рис. IX.21). В контур включены исследуемый элемент (э.д.с. Ех), усилитель и Сопротивление обратной связи Яос, на котором выходной ток усилителя создает напряжение Ек, почти точно равное измеряемому Е и обратное по знаку. Появление ничтожно малой разности потенциалов между точками А и В усилителя вызывает изменение выходного тока, приближающее эту разность к нулю. Поэтому сила тока через источник э.д.с. ничтожно мала или, другими словами, входное сопротивление / вх прибора, очень велико, так как оно определяется произведением входного сопротивления усилителя без обратной связи (обычно 10 —10 Ом) на коэффициент усиления (10 —10 Ом),. вх может быть порядка 10 Ом, а сила тока через источник э. д. с. 10- — 10- А. Ясно, что кос выполняет роль той части реохорда, которая компенсирует э.д.с., но тут реохорд питается изменяющимся пропорционально э.д.с. током. Компенсация происходит практически мгновенно при подключении э.д.с., шкала миллиамперметра оцифровывается в единицах напряжения или в пропорциональных ему единицах логарифма активности иона pH, рЫа. [c.561]

    Изобретение Эдисоном электрической лампочки и ее публичная демонстрация в декабре 1879 г. привели к большому спросу на электроэнергию для освещения жилых помещений. Одна из возникших при этом проблем заключалась в измерении количества электроэнергии, расходуемой каждым потребителем. Эдисон изобрел кулонометр (описанный в журнале Journal of hemi al Edu ation, vol. 49, p. 627, 1972), который мог работать на постоянном токе. На катоде кулонометра осаждался цинк. Каждый месяц катод извлекали из прибора и взвешивали, чтобы определить расход электроэнергии. Если масса катода увеличивалась на 1,62 г и через кулонометр проходил ток силой 35% от силы тока, поступающего в дом, то какое количество электричества (в кулонах) было израсходовано на освещение в этом доме за месяц  [c.243]

    Для измерения силы тока, проходящего через электролизер во время полярографирования, применяют зеркальный гальванометр с чувствительностью 10 а на 1 мм1м. Гальванометр установлен на кронштейне на высоте приблизительно 1,5 м от поверхност ) стола, на котором расположен полярограф. Зеркальная шкала гальванометра укрепляется на уровне глаз работающего так, чтобы луч света, отраженный от зеркальца гальванометра, падал на середину шкалы. Для понижения чувствительности гальванометра (при сравнительно больших концентрациях растворов анализируемых веществ) имеется шунт. Включение и установка его на определенную чувствительность проводится при помощи соответствующей ручки на панели прибора. [c.156]

    Измерение переменного тока. Здесь тлкнсе справедливы те же принципы, что и при измерении постоянных токов R л С + а)- Следует учитывать появление комплексного сопротивления 2 = / + // с,ь и использовать для цепи переменного тока расширенную форму закона Ома I = U/Z. Активные (/ ) и реактивные (R = (иЬ и = —1/аС) сопротивления, имеющиеся в цепи, складываются как векторы (рис. 4.3), поэтому измерительный прибор показывает результирующую силу тока. Как и при измерениях постоянного тока, следует стремиться к возможно меньшему внутреннему сопротивлению измерительного прибора, нижний предел которого ограничивается прямым сопротивлением применяемого детектора. При высоких частотах активное сопротивление Р увеличивается по сравнению с омическим сопротивлением (постояннотоковое сопротивление) вследствие скин-эффекта [А.2.3, А.2.5, А.2.9, А.2.11, А.2.13]. [c.446]

    Изучение кинетики электродных реакций связано с необходимостью записи различных переменных электрических величин и прежде всего силы тока и напряжения. Первые попытки таких измерений были осуществлены Ленцем в 1849 г. Он предложил способ измерения мгновенных значений этих величин. Идея Ленца вскоре была воплощена в конструкции так называемой шайбы Жубера. В 1891 г. была разработана первая конструкция шлейфового осциллографа. Этот прибор непрерывно совершенствовался, и в настоящее время, пользуясь им, мож1но измерять переменные токи с частотой до 20 кгц. [c.258]

    Ход выполнения работы состоит в следующем. Наиболее просто измерения перенапряжения осуществляются гальваностатическимметодом. Тогда применяют высоковольтный источник тока, соответственно вводя во внешнюю цепь для стабилизации силы тока большое сопротивление. Измерительная установка состоит из трехэлектродной электрохимической ячейки, потенциометра для измерения катодного потенц11ала и источника напряжения, подаваемого на ячейку с возможностью плавного увеличения силы тока в примерных границах от 10 до 10 Ысм , т. е. на три-четыре порядка. В соответствии с этим следует подбирать прибор для регистрации силы тока. Для разделения катодного и анодного отделения ячейки применяют сосуд, изображенный на рис. 105. В анодное отделение ячейки помещается платиновый вспомогательный электрод в виде пластинки или проволоки. В другое отделение вводится армированный в пластмассу катод с тщательно зачищенной и обезжиренной поверхностью порядка 1—2 см , к которой подводится кончик сифона электролитического ключа для контакта с электродом сравнения. Если в качестве последнего служит водородный электрод в том же растворе, то разность потенциалов между катодом и электродом сравнения непосредственно дает значения перенапряжения. [c.187]

---

keepslide.com — Закон Ома для участка цепи Учитель физики… | Facebook

Закон Ома для участка цепи
Учитель физики Мурнаева Екатерина АлександровнаМКОУ Дубенская СОШ Тульской области

Цель урока:
установить зависимость между силой тока, напряжением на участке цепи и сопротивлением этого участка.

Актуализация знаний.
Что такое электрический ток?Что такое сила тока?Какой буквой обозначается сила тока, в каких единицах измеряется и что принимается за единицу измерения?Каким прибором измеряют силу тока на участке цепи? Назовите правила включения в цепь прибора для измерения силы тока.Что такое напряжение?Какой буквой обозначается напряжение, в каких единицах измеряется и что принимается за единицу измерения?Каким прибором измеряют напряжение? Назовите правила включения в цепь прибора для измерения напряжения.

Георг Ом (1787-1854)
Родился 16 марта 1787 года в семье слесаря. Георг учился сначала в гимназии, а потом в университете. Свою научную деятельность начал с ремонта приборов и изучения научной литературы. Создание первого гальванического элемента открыло перед физиками новую область исследований, и Ом сделал важнейший шаг на пути создания теории электрических цепей. В 1825 году он представил научному миру плоды своего труда в виде статьи, которую озаглавил “Предварительное сообщение о законе, по которому металлы проводят электричество”. Сейчас это сообщение мы называем законом его имени. В честь этого ученого также названа единица сопротивления.

Как зависит сила тока в цепи от напряжения при постоянном сопротивлении?
Построить график зависимости силы тока от напряжения.

Сила тока прямо пропорциональна напряжению
I, А
0,2
0,8
0,6
0,4
0
U, B
2
4
6
8
Линейная зависимость илипрямая пропорциональность
I ~ U
Зависимость силы тока от напряжения

Как зависит сила тока в цепи от сопротивления при постоянном напряжении?
Построить график зависимости силы тока от сопротивления.

Зависимость силы тока от сопротивления
Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению
I,А
R,Ом
1
График – ветвь гиперболыобратная пропорциональность
R
~
I
1
10
5
0,8
4
0,4
0
U — const

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Закон Ома для участка цепи
U
R
I
Мой университет – www.moi-mummi.ru

Решим задачу
На рисунке изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

Домашнее задание
§ 44, упр. 19 (1 — 3)

Вольтметры и амперметры | Безграничная физика

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока соответственно.

Цели обучения

Сравнить схемы подключения амперметра и вольтметра

Основные выводы

Ключевые моменты

• Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр подключен параллельно к устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых измерителей лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение иглы. Отклонение иглы вызывается магнитной силой, действующей на провод с током.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
• гальванометр : аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током.

Вольтметры и амперметры измеряют напряжение и ток цепи соответственно. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для студентов-физиков.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр, подключенный параллельно : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (б) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения — амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии : Амперметр (A) подключается последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые измерители)

У аналоговых счетчиков

иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, у которых есть числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, которое обозначается номером G . Ток через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, находится на полпути шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

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

или:

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {\ text {tot}} — \ text {r} = 200 \ text {k} \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \Омега.[/ латекс]

(R настолько велик, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение половинной шкалы, пропуская через измеритель ток 25 мкА, поэтому показания вольтметра пропорциональны к напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он установлен параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полную шкалу отклонения для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли: IR = I _G r

так, чтобы: [latex] \ text {IR} = \ frac {\ text {I} _ \ text {G}} {\ text {I}} = \ frac {\ text {R}} {\ text {r }}. [/ latex]

Решая для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I равно 0.{-3} \ Omega. [/ Latex]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который мог бы помешать измерению.

Цели обучения

Объясните, почему используются нулевые измерения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности.Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток.
• Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измеренных значений напряжения и тока.
• Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
• Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
• Мост Уитстона — это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем балансировки цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение путем противодействия ему точной долей известного напряжения и без потребления тока из неизвестного источника.
• Мост Уитстона : прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ножек мостовой схемы, одна ножка которой включает неизвестный компонент.

Нулевые измерения

Стандартные измерения цепей изменения напряжения и тока, вносящие числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому ток через измерительный прибор не протекает, и цепь остается неизменной. Нулевые измерения обычно более точны, но более сложны, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС аккумулятора и подключении аккумулятора напрямую к стандартному вольтметру, как показано на, фактическая измеренная величина — это напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением В = ЭДС — Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, невозможно точно рассчитать ЭДС.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать нулевым, тогда В = ЭДС , и ЭДС можно было бы непосредственно измерить. Однако стандартным вольтметрам для работы необходим ток.

Потенциометр — это прибор для измерения нуля для измерения потенциалов (напряжений).Источник напряжения подключен к резистору R, , пропускающему через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается постоянное падение потенциала (падение ИК-излучения), поэтому переменный потенциал получается через контакт вдоль провода.

Неизвестная ЭДС _x (обозначенная надписью E _x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на. Обратите внимание, что ЭДС _x противостоит другому источнику напряжения. Расположение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _x = IR _x , где R _x — это сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку через гальванометр не протекает ток, он не проходит через неизвестную ЭДС, и определяется ЭДС _x .

Потенциометр : Потенциометр является устройством измерения нуля. (a.) Источник напряжения, подключенный к резистору с длинным проводом, пропускает через него постоянный ток I.(b) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключается, как показано, и точка контакта по R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Отрезок провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex = IRx, где I не зависит от соединения, поскольку через гальванометр не течет ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению сегмента провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _с = IR _с .В обоих случаях через гальванометр не проходит ток. Ток I через длинный провод идентичен. Принимая соотношение ЭДС _x / ЭДС _с , I отменяет, и решение для ЭДС _x дает то, что видно в.

Поскольку для R используется длинный однородный провод, соотношение сопротивлений R _x / R _с такое же, как отношение длин провода, который обнуляет гальванометр для каждой ЭДС.Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно вычислить ЭДС _x . В этом расчете часто меньше неопределенности, чем при прямом использовании вольтметра, но он не равен нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x / R _s и стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно определить, когда гальванометр показывает ровно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может повлиять на текущий I .

Измерения сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры прикладывают напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление по закону Ома. Их показания и есть это рассчитанное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку измерители изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона — это устройство измерения нуля для расчета сопротивления путем уравновешивания падения потенциала в цепи.Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Для выполнения нулевых измерений в схемах используются различные мостовые устройства. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Можно точно прочитать значение R ₃ . При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом переключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитывать Rx на основе падения ИК-излучения.

Тогда разность потенциалов между точками b и d равна нулю, что означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. При отсутствии тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную цепь.Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение IR вдоль и должно равняться падению IR вдоль ab . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль dc должно равняться падению ИК-излучения вдоль bc . Это уравнение используется для вычисления неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю.Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R ₁ , R ₂ и R ₃ , которые вносят вклад в неопределенность в R _x .

6.4 Электрические измерительные приборы — знакомство с электричеством, магнетизмом и схемами

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
• Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
• Опишите использование омметра

Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметры , измеряют напряжение, амперметры, измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами (рисунок 6.4.1). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

(рисунок 6.4.1)

Рисунок 6.4.1. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года выпуска представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Чтобы измерить ток через устройство или компонент, амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом.Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 6.4.2, где амперметр обозначен символом A.)

(рисунок 6.4.2)

Рисунок 6.4.2 (a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, подключенных последовательно к батарее, одиночный амперметр подключается последовательно с двумя резисторами, потому что ток через два резистора в серии. (b) Когда два резистора соединены параллельно с батареей, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 6.4.3, где вольтметр обозначен символом V.)

(рисунок 6.4.3)

Рисунок 6.4.3. Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) помещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения.Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе (рисунок 6.4.4). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка, тогда как высокоточные вольтметры имеют сопротивление порядка. Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

(рисунок 6.4.4)

Рисунок 6.4.4. (a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения. (b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (Фото а и б: Джозеф Дж. Траут)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток.Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле, с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу. Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. Для вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение в виде серии цифр и, которые используются для запуска цифрового дисплея.Большинство аналоговых счетчиков было заменено цифровыми.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.8

---

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства. Работа омметра основана на законе Ома.Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте. В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома, где известно напряжение и измеряется ток, либо известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент

CC, особая атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]. Получено из : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

10.5: Электроизмерительные приборы — Physics LibreTexts

Цели обучения

К концу раздела вы сможете:

• Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
• Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
• Опишите использование омметра

Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметр с измеряет напряжение, амперметр с измеряет ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в Volkswagen 1996 года выпуска представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (кредит: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Чтобы измерить ток через устройство или компонент, амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них.(См. Рисунок \ (\ PageIndex {2} \), где амперметр обозначен символом A.)

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): (a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, последовательно подключенных к батарее, один амперметр помещается последовательно с двумя резисторами, потому что ток одинаковый. через два последовательно включенных резистора. (b) Когда два резистора соединены параллельно с батареей, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \), где вольтметр обозначен символом V.)

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) помещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения. Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления — батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе (Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка \ (R_M = 10 \, M \ Omega \), тогда как высокоточные вольтметры имеют сопротивление порядка \ (R_M = 10 \, G \ Omega \). Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): (a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения.(b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (кредит а и кредит б: Джозеф Дж. Траут)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток. Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле, с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу.Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. Для вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение как серию цифр 0 и 1, которые используются для работы цифрового дисплея. Большинство аналоговых счетчиков было заменено цифровыми.

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры.Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики. Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. См. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) и рисунок \ (\ PageIndex {2} \) и их обсуждение в тексте

Примечание

В этом виртуальном лабораторном моделировании вы можете создавать схемы с резисторами, источниками напряжения, амперметрами и вольтметрами, чтобы проверить свои знания в области проектирования схем.

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства. Работа омметра основана на законе Ома. Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте.В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома \ ((R = V / I) \), где известно напряжение и измеряется ток, либо известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Авторы и авторство

Сэмюэл Дж.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

20.4: Измерение тока и напряжения

В этом разделе мы описываем, как можно построить устройства для измерения тока и напряжения. Устройство, измеряющее ток, называется «амперметр», а устройство, измеряющее напряжение, называется «вольтметром».В настоящее время они обычно находятся в одном и том же физическом устройстве («мультиметре»), которое также может измерять сопротивление (сопротивление можно легко определить путем измерения напряжения и тока). Мы ограничимся описанием конструкции простых аналоговых амперметров и вольтметров.

Как мы увидим в главе 21, легко создать устройство, которое может измерять очень малые величины тока, пропуская ток через катушку в магнитном поле, чтобы катушка могла отклонить стрелку, указывающую величину тока. .Такое устройство называется «гальванометром» и обычно ограничивается измерением очень небольшого тока (порядка). В этом разделе мы опишем, как можно использовать гальванометр для создания амперметров для измерения больших токов и вольтметров.

Амперметр

Амперметр построен путем размещения гальванометра параллельно с «шунтирующим» резистором \ (R_s \). Шунтирующий резистор — это небольшой резистор, который «шунтирует» (отклоняет) ток от гальванометра, так что большая часть тока проходит через шунтирующий резистор.Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), на котором показаны гальванометр (круг с \ (G \) внутри), внутреннее сопротивление гальванометра \ (R_G \) и шунтирующий резистор \ (R_S \). Фактический амперметр будет находиться в коробке и иметь два разъема (обозначенные на рисунке как \ (A \) и \ (B \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Построение амперметра из гальванометра путем нанесения «шунтирующего» резистора параллельно гальванометру.

Моделируя амперметр, мы можем определить полный ток \ (I \), который мы хотели бы измерить, используя известные значения резисторов и тока \ (I_G \), измеренного гальванометром.Рассматривая любое из двух соединений и петлю по часовой стрелке, мы имеем: \ [\ begin {align} I & = I_G + I_S \ quad & \ text {(junction)} \\ I_GR_G-I_SR_S & = 0 \ quad & \ text {(по часовой стрелке loop)} \\ \ поэтому I_S & = \ frac {R_G} {R_S} I_G \\ \ поэтому I & = I_G + _S = \ left (1+ \ frac {R_G} {R_S} \ right) R_G \ end {выровнено } \], который позволяет нам определять ток \ (I \) по току \ (I_G \), измеренному гальванометром. Мы также видим, что большая часть тока проходит через шунт (поскольку \ (R_S \) выбирается меньше, чем \ (R_G \)).Амперметр будет иметь полное сопротивление \ (R_A \), определяемое по формуле: \ [\ begin {выравнивание} R_A = \ frac {R_GR_S} {R_G + R_S} \ end {выравнивание} \] для измерения силы тока через определенный сегмент цепи, амперметр должен быть включен последовательно с этим сегментом (чтобы ток, который мы хотим измерить, проходил через амперметр). На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показано, как подключить амперметр (кружок с буквой \ (A \)) для измерения тока через резистор \ (R \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Амперметр подключается последовательно с резистором для измерения тока через резистор.

Вольтметр

Вольтметр создается путем размещения большого резистора \ (R_V \) последовательно с гальваноментером (имеющим внутреннее сопротивление \ (R_G \)), как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов между выводами вольтметра (обозначенными на рисунке \ (A \) и \ (B \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Создание вольтметра из гальванометра путем включения резистора последовательно с гальванометром.

Зная номиналы резисторов и ток, измеренный гальванометром, можно легко определить разность потенциалов между точками \ (A \) и \ (B \), поскольку ток, измеренный гальванометром, проходит непосредственно через каждый резистор: \ [\ begin {align} \ Delta V = V_B-V_A = -I_G (R_V + R_G) \ end {align} \] Чтобы измерить разность потенциалов на компоненте, вольтметр должен быть размещен параллельно с компонентом .На рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показано, как подключить вольтметр (кружок с буквой \ (V \)) для измерения напряжения на резисторе \ (R \).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): вольтметр помещается параллельно резистору для измерения напряжения на резисторе.

При использовании амперметра или вольтметра вы заметите, что они обычно имеют кнопки или шкалы для выбора диапазона измеряемых токов или напряжений. Все, что делает циферблат, — это изменяет значение шунта или последовательного резистора, чтобы поддерживать заданный максимальный ток через гальванометр.Омметр для измерения сопротивления — это просто амперметр со встроенной фиксированной разностью потенциалов (так что, измеряя ток через известную разность потенциалов, можно определить сопротивление компонента).

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Два резистора с сопротивлением \ (1 \ text {k} \ Omega \) включены последовательно с батареей \ (12 \ text {V} \). Вольтметр с общим сопротивлением \ (R_V = 10 \ text {k} \ Omega \) используется для измерения напряжения на одном из резисторов.Какие показания показывает вольтметр?

Решение :

Поскольку два резистора имеют одинаковое сопротивление и включены последовательно с батареей, когда вольтметр не подключен, легко показать, что напряжение на любом из резисторов равно \ (6 \ text {V} \). Однако, подключив вольтметр к одному из резисторов, мы модифицируем схему, и мы должны ожидать, что считываемое напряжение будет отличаться от \ (6 \ text {V} \) (можете ли вы сказать, будет ли оно больше или меньше?).Схема с подключенным вольтметром показана на рисунке \ (\ PageIndex {5} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): При использовании вольтметра схема изменяется.

Мы можем довольно легко смоделировать эту схему, объединив вольтметр (смоделированный как резистор) параллельно с одним из резисторов: \ [\ begin {align} R_ {eff} = \ frac {R_VR} {R_V + R} = \ гидроразрыв {(10 \ text {k} \ Omega) (1 \ text {k} \ Omega)} {(10 \ text {k} \ Omega) + (1 \ text {k} \ Omega)} = \ frac { 10} {11} \ text {k} \ Omega = 0.91 \ text {k} \ Omega \ end {align} \] Сумма падений напряжения на активном резисторе и другом резисторе должна равняться разности потенциалов на батарее. (Правило цикла Кирхгофа): \ [\ begin {align} R_ {eff} I + RI & = \ Delta V \\ \, следовательно, I & = \ frac {\ Delta V} {R_ {eff} + R} = \ frac { (12 \ text {V})} {(0.{-3} \ text {A}) (0.91 \ text {k} \ Omega) = 5.7 \ text {V} \ end {align} \], и вольтметр показывает меньшее напряжение, чем было бы без вольтметра.

Обсуждение:

В этом примере мы увидели, что, используя вольтметр для измерения напряжения в цепи, мы фактически нарушаем цепь. Поместив вольтметр параллельно одному резистору, мы создали эффективный резистор с сопротивлением ниже, чем сопротивление вольтметра или резистора.Это снизило общее сопротивление цепи, что увеличило ток. Больший ток через второй резистор (без вольтметра) приводит к большему падению напряжения, чем \ (6 \ text {V} \) на этом резисторе. Таким образом, падение напряжения на резисторе с помощью вольтметра будет меньше, чем \ (6 \ text {V} \), как мы обнаружили, поскольку два падения напряжения необходимо добавить к \ (12 \ text {V} \).

Как правило, при использовании вольтметра требуется вольтметр с очень высоким сопротивлением, чтобы минимизировать помехи в цепи (если вольтметр имеет высокое сопротивление, с резистора будет шунтироваться только небольшая величина тока).На практике вольтметры имеют сопротивление обычно порядка \ (1 \ text {M} \ Omega \).

Измерения тока: практическое руководство — NI

Методы измерения тока
Существует два основных способа измерения тока: один основан на электромагнетизме и связан с первым измерителем с подвижной катушкой (д’Арсонваля), а другой основан на основной теории электричества, законе Ома. .

Измеритель / гальванометр Д’Арсонваля
Измеритель Д’Арсонваля — это вид амперметра, который представляет собой прибор для обнаружения и измерения электрического тока.Это аналоговый электромеханический преобразователь, который производит поворотное отклонение через ограниченную дугу в ответ на электрический ток, протекающий через его катушку.

Форма д’Арсонваля, используемая сегодня, состоит из небольшой вращающейся катушки проволоки в поле постоянного магнита. Катушка прикреплена к тонкой стрелке, пересекающей калиброванную шкалу. Крошечная торсионная пружина переводит катушку и указатель в нулевое положение.

Когда через катушку протекает постоянный ток (DC), катушка создает магнитное поле.Это поле действует против постоянного магнита. Катушка вращается, нажимая на пружину, и перемещает указатель. Стрелка указывает на шкалу, показывающую электрический ток. Тщательная конструкция полюсных наконечников обеспечивает однородность магнитного поля, поэтому угловое отклонение стрелки пропорционально току.

Другие амперметры
По сути, большинство современных амперметров основаны на фундаментальной теории электричества, законе Ома. Современные амперметры — это, по сути, вольтметры с прецизионным резистором, и, используя закон Ома, можно выполнить точное, но экономичное измерение.

Закон Ома — Закон Ома гласит, что в электрической цепи ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален разности потенциалов (другими словами, падению напряжения или напряжению) в этих двух точках и обратно пропорционален разности потенциалов. сопротивление между ними.

Математическое уравнение, описывающее эту связь:

I = V / R

, где I — ток в амперах, V — разность потенциалов между двумя интересующими точками в вольтах, а R — параметр цепи, измеряемый в омах (что эквивалентно вольтам на ампер), называемый сопротивлением.

Работа амперметра

— Современные амперметры имеют внутреннее сопротивление для измерения тока через определенный сигнал. Однако, когда внутреннего сопротивления недостаточно для измерения больших токов, необходима внешняя конфигурация.

Для измерения больших токов вы можете разместить прецизионный резистор, называемый шунтом, параллельно измерителю. Большая часть тока проходит через шунт, и лишь небольшая часть протекает через счетчик. Это позволяет измерителю измерять большие токи.

Допускается любой резистор, если максимальный ожидаемый ток, умноженный на сопротивление, не превышает входной диапазон амперметра или устройства сбора данных.

При измерении тока таким образом следует использовать резистор наименьшего номинала, поскольку это создает наименьшие помехи для существующей цепи. Однако меньшее сопротивление приводит к меньшему падению напряжения, поэтому вы должны найти компромисс между разрешением и помехами в цепи.

На рисунке 2 показана общая схема измерения тока через шунтирующий резистор.

Рисунок 2. Подключение шунтирующего резистора к измерительному устройству

При таком подходе ток фактически направляется не на плату амперметра / сбора данных, а через внешний шунтирующий резистор. Максимальный ток, который вы можете измерить, теоретически безграничен при условии, что падение напряжения на шунтирующем резисторе не превышает рабочий диапазон напряжения платы амперметра / сбора данных.

Токовые условные обозначения

Обычные токи
Обычные токи — это измерения тока, обычно используемые в современной электронике, электрических схемах, линиях передачи и т. Д.Они не соответствуют стандарту передачи и могут варьироваться от нуля до больших значений силы тока.

Токовые петли / 4–20 мА Условные обозначения
Аналоговые токовые петли используются для любых целей, когда требуется дистанционное наблюдение или управление устройством по паре проводов. Одновременно может присутствовать только один текущий уровень.

«Токовая петля от 4 до 20 мА» или 4–20 мА — это стандарт аналоговой передачи электроэнергии для промышленных измерительных приборов и средств связи.Сигнал представляет собой токовую петлю, где 4 мА представляет сигнал нулевого процента, а 20 мА представляет собой сигнал 100 процентов. [1] «МА» означает миллиампер или 1/1000 ампера.

«Живой ноль» при 4 мА позволяет приемному оборудованию различать нулевой сигнал и обрыв провода или неработающий прибор. [1] Этот стандарт, разработанный в 1950-х годах, до сих пор широко используется в промышленности. Преимущества условного обозначения 4–20 мА включают широкое использование производителями, относительно низкую стоимость внедрения и его способность подавлять многие формы электрических шумов.Кроме того, с живым нулем вы можете напрямую запитывать маломощные приборы от контура, что позволяет сэкономить на дополнительных проводах.

Рекомендации по погрешности
Размещение шунтирующего резистора в цепи важно. Если внешняя цепь имеет общее заземление с компьютером, на котором установлена ​​плата амперметра / сбора данных, вам следует разместить шунтирующий резистор как можно ближе к заземляющей ветви цепи. В противном случае синфазное напряжение, создаваемое шунтирующим резистором, может выходить за пределы спецификации для платы амперметра / сбора данных, что может привести к неточным показаниям или даже к повреждению платы.На рисунке 3 показано правильное и неправильное размещение шунтирующего резистора.

Рисунок 3. Размещение шунтирующего резистора

Измерения устройства сбора данных
Существует три различных метода измерения аналоговых входов. Пожалуйста, обратитесь к статье «Как произвести измерение напряжения» для получения дополнительной информации по каждой конфигурации.

В качестве примера рассмотрим систему сбора данных NI CompactDAQ USB. На рисунке 4 показано шасси NI cDAQ-9178 и модуль аналогового ввода тока NI 9203.NI 9203 не требует внешнего шунтирующего резистора из-за наличия внутреннего прецизионного резистора.

Рисунок 4. Шасси NI cDAQ-9178 и модуль аналогового ввода тока NI 9203

На рисунке 5 показана схема подключения для измерения эталонного несимметричного тока (RSE) с использованием шасси NI cDAQ-9178 с NI 9203, а также распиновка модуля. На рисунке контакт 0 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 9 соответствует общей земле.

Рисунок 5. Измерение тока в конфигурации RSE

В дополнение к NI 9203, модули аналогового ввода общего назначения, такие как NI 9205, могут обеспечивать функциональные возможности ввода тока с использованием внешнего шунтирующего резистора.

Как увидеть свои измерения: NI LabVIEW
После подключения датчика к измерительному прибору вы можете использовать программное обеспечение графического программирования LabVIEW для визуализации и анализа данных по мере необходимости.

Рисунок 6. LabVIEW Current Measurement

Источники
Болтон, Уильям (2004). КИПиА. Эльзевир. ISBN 0750664320.

Контрольно-измерительные приборы

		НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ В.Райан 2002 — 2009 ФАЙЛ PDF — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ РАБОЧИЙ ЛИСТ ДЛЯ ПЕЧАТИ
Напряжение, ток и сопротивление можно легко измерить с помощью с помощью мультиметра . Однако амперметр и измеряет тока, вольтметр измеряет разность потенциалов (напряжение) между двумя точками, и омметр , измеряет сопротивление.Однако мультиметр все это измеряет. Есть два типа: аналоговый, и цифровой. Мультиметр — самый важный электронный измерительный прибор. Два провода обычно используются вместе с мультиметром (так называемые щупы), и они имеют цветовую маркировку. — черный и красный.
A DIGITAL Мультиметр отличается высокой точностью и легче читать, чем аналогичный тип.Лучше всего использовать для поиска точное значение напряжения, тока или сопротивления. АНАЛОГОВЫЙ Мультиметр дешевле и менее точен, чем цифровой тип. Часто его используют для измерения медленно меняющихся напряжение, ток или сопротивление.
Зонды (видны с цифровой счетчик) подключены к счетчику.Их можно отключить и так важно убедиться, что они подключены к правильным розеткам в использовании. Кроме того, у некоторых счетчиков есть четыре возможных розетки, что означает, что вы должны внимательно следуйте инструкциям производителя при установке двух зонды.
Любой глюкометр имеет множество настроек в зависимости от нужно ли вам измерить сопротивление, ток или напряжение.Обычно селектор функций имеет настройку для каждого из них, а также есть настройка диапазона, который вы пытаетесь прочитать. Например, вам может потребоваться измерить значение резистора в Ом, когда Таблица цветов недоступна.
Для этого выполните следующие действия: 1.Установите переключатель функций в положение Ом и в диапазон, в котором вы ожидаете найти чтение. Может быть диапазон от 0 до 1 КБ ИЛИ 1 КБ и более и т. Д. 2. Убедитесь, что датчики прикреплены правильно, и коснитесь их поперек компонент, который вы измеряете, в данном случае резистор. 3. Результаты можно прочитать на шкале. Если нет чтения, попробуйте другой установка диапазона. Чтобы измерить напряжение постоянного тока, выполните следующие действия: 1.Установите переключатель функций в одно из положений DCV. 2. Подключите щупы к цепи и снимите напряжение на шкале.
ПРИМЕР ЦИФРОВОГО СЧЕТЧИКА ПРИМЕР АНАЛОГОВОГО СЧЕТЧИКА
ВОПРОСЫ: 1. Нарисуйте упрощенные схемы обоих виды счетчиков. 2. Объясните, как цифровой и аналоговый метры различаются.
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

Введение в электронное оборудование

Введение

В этом семестре вы будете изучать электричество и магнетизм.Чтобы сделать ваше пребывание здесь более поучительным, мы разработали это лабораторное упражнение, чтобы познакомить вас с некоторым оборудованием, которое вы будете использовать в этом курсе. Некоторые из терминов, которые будут использоваться, будут более подробно объяснены в последующих лабораторных занятиях, но будут использоваться здесь без подробных объяснений для начала.

Вам нужно будет распечатать копию этого документа. Ответы не будут отправляться в электронном виде. Версию для печати можно найти, нажав кнопку печати в правом верхнем углу этой страницы.

Вот список оборудования, которое вы будете использовать сегодня:

1

DC ( D irect C urrent) источник питания. Это источник напряжения, полярность которого не меняется, как это происходит в источнике напряжения AC ( A, переменный ток C ). Стандартные электрические розетки подают напряжение переменного тока. Использование этого источника питания будет таким же, как при использовании сухой аккумуляторной батареи, за исключением того, что вы сможете изменять используемое напряжение.

2

Генератор сигналов. Это устройство генерирует сигнал переменного тока в форме синусоидальной, зубчатой ​​или прямоугольной формы. Частота (скорость изменения полярности сигнала), а также амплитуда (которая в этом упражнении будет такой же, как и напряжение) могут быть изменены по выбору пользователя. Это будет более безопасная и гибкая альтернатива использованию переменного напряжения от стенной розетки.

3

Цифровой мультиметр. Как следует из названия, это устройство измеряет (или метра, ) несколько величин, связанных с электрическими цепями.Мультиметр может использоваться как вольтметр , (для измерения напряжения), амперметр , (для измерения тока, как постоянного, так и переменного тока) и омметр (для измерения сопротивления).

4

Осциллограф. Это оборудование выглядит наиболее запутанным из всего оборудования, которое вы будете использовать сегодня. Однако по сути это просто вольтметр, который может показывать изменяющиеся во времени изменения напряжения.

Часть 1. Измерение напряжения, тока и сопротивления цифровым мультиметром

Для этой лаборатории предоставляются три разных мультиметра: Fluke 77, Radio Shack и Tenma.Работа этих мультиметров очень похожа, поэтому мы сосредоточимся здесь на Fluke 77. Большая центральная ручка используется для определения типа выполняемого измерения. Типы измерений, которые могут быть выполнены: переменное напряжение (), постоянное напряжение

(В),

постоянное напряжение ниже 300 мВ

(300 мВ), сопротивление

(Ом), переменный ток () и постоянный ток

( А).

Чувствительность измерителя можно выбрать, нажав желтую кнопку в центре ручки. Счетчик имеет цифровой дисплей (четыре полных цифры плюс первая цифра, которая может быть либо 1, либо ничего), поэтому могут отображаться положительные или отрицательные значения от 0 до 19 999.Нажав желтую кнопку, можно сместить десятичную точку, или вы можете использовать функцию автоматического выбора диапазона, которая автоматически устанавливает десятичную точку. Вы всегда должны использовать максимально чувствительную шкалу, чтобы получить максимальное количество значащих цифр.

Рисунок 1

Внизу мультиметра четыре гнезда. Они используются для подключения измеряемого объекта к мультиметру. Для измерения напряжения постоянного, переменного тока и сопротивления используйте два разъема, обозначенные «VΩ» и «COM».«При измерении напряжений гнездо« VΩ »(красный) является положительным, а гнездо« COM »(черное) — отрицательным. Для измерения переменного или постоянного тока используйте гнездо« 10 А »или« 300 мА »и« Гнездо COM «. Гнездо» 300 мА «предназначено для измерения токов менее 300 мА, а гнездо» 10 А «- для измерения токов более 300 мА, но менее 10 А. Если вы когда-либо не уверены в величине тока в цепи всегда лучше использовать сначала соединение с более высоким током 10 А, чтобы избежать повреждения счетчика или перегорания предохранителя для соединения с нижним током 300 мА.Если вы обнаружите, что ваш измеритель не работает должным образом, вы можете проверить целостность предохранителя, используя другой мультиметр для измерения сопротивления цепи амперметра (которое должно составлять всего несколько Ом, а не «OL» для перегрузки или бесконечного сопротивления, что обычно указывает на то, что предохранитель перегорел и его необходимо заменить). Если вашему мультиметру требуется много времени для стабилизации при считывании напряжения, возможно, батарея разряжена (на что указывает символ «разряженная батарея» на дисплее). Ваш лабораторный инструктор может помочь вам, если вам потребуется помощь в замене предохранителя или батареи.Точность мультиметров указана в приложении.

Как использовать цифровой мультиметр

В этом сегменте мы будем измерять напряжение, ток и сопротивление цифровым мультиметром. Напряжение — это разность электрического потенциала между двумя точками в цепи, измеренная в единицах Вольт . Ток — количество электроэнергии, протекающей через сегмент цепи , измеренное в единицах Ампер , или Ампер . Сопротивление — сопротивление току, измеренное в единицах Ом .

Измерение напряжения

Сначала создайте простую схему, подключив маленькую лампочку к источнику питания с помощью двух шнуров с банановой вилкой. Убедитесь, что источник питания повернут полностью вниз (ручка управления должна быть полностью повернута против часовой стрелки).

Примечание: цвет проводов не критичен.Цвет помогает определить полярность (красный — положительный, черный — отрицательный) и используется как стандартное наглядное пособие.

Медленно поверните ручку управления источником питания по часовой стрелке, пока лампочка не засветится со средней яркостью (ручка должна находиться примерно на полпути к максимальному значению на шкале; точное положение не имеет значения). Будьте осторожны, чтобы не пережечь лампу из-за слишком высокого напряжения! Не изменяйте эту настройку, так как она будет использоваться в следующей процедуре.Теперь мы измерим напряжение, которое источник питания подает на схему.

Осторожно: НЕ поворачивайте блок питания намного дальше средней точки — установка напряжения выше этого значения может легко повредить лампы!

Включите мультиметр, настройте его на измерение постоянного напряжения и подключите провода от мультиметра к источнику питания. Провода должны подключаться к мультиметру в гнездо с маркировкой «COM» (отрицательный полюс) и гнездо с меткой «V.«Эти провода затем должны быть подключены к источнику питания поверх проводов, идущих к лампочке (« совмещенный »стиль). Теперь вы измеряете напряжение на двух клеммах источника питания . В отведенном для этого месте на вашу бумажную копию рабочего листа, напишите напряжение с правильными единицами измерения и погрешностью. Примечание: По данным производителя, расходомеры Fluke 77 рассчитаны на точность ± (0,3% от показаний + младшая значащая цифра) для напряжений от 0,001 В до 320 В.(Пример: 10,00 В ± (0,03 + 0,01) В. Измерители Micronta рассчитаны с точностью ± (0,5% от показаний + младший разряд) для напряжений от 300 мВ до 3 В и ± (1,0% от показаний). показание + младшая значащая цифра) для напряжений от 3 В до 1000 В. Напряжение Питания: Что означает отрицательное значение напряжения? ( подсказка: полярность )

Измерение тока

Теперь мы будем использовать мультиметр для измерения тока в цепи.Поскольку измерение тока через в цепи сильно отличается от измерения напряжения в двух точках в цепи, нам придется отрегулировать то, как мы вставляем мультиметр в схему. Путь цепи должен быть разорван и амперметр должен быть подключен так, чтобы ток проходил через мультиметр. Выключите источник питания, не касаясь ручки управления. Отсоедините провода мультиметра от источника питания. На мультиметре переместите провод от разъема с маркировкой «V» к разъему с маркировкой «300 мА».«Теперь отсоедините один из проводов, идущих к лампочке, и замените его мультиметром и его проводами. Подключите один провод от мультиметра к источнику питания, а другой — к лампочке. Настройте мультиметр на измерение постоянного тока и включите снова включен источник питания. Теперь ваш счетчик должен измерять ток , протекающий через цепь . В отведенном ниже месте напишите ток с правильными единицами измерения и погрешностью. В отведенном для этого месте на вашей бумажной копии рабочего листа напишите напряжение с правильными единицами измерения и неопределенностью. Примечание: Счетчики Fluke 77 рассчитаны на точность ± (1,5% от показаний + 2 · наименьшая значащая цифра) для токов до 10 А. Счетчики Micronta имеют точность ± (1,0% от показаний + младшая значащая цифра) для токов до 30 мА, ± (1,5% от показания + младшая значащая цифра) для токов от 30 до 300 мА и ± (2,0% от показания + младшая цифра) для токов от 0,3 до 10 А. Ток в цепи: Что означает отрицательное значение тока?

Измерение сопротивления

Мы будем использовать мультиметр для последнего измерения этой цепи.Измерим сопротивление лампочки. Сопротивление измеряется аналогично измерению напряжения. Провода счетчика размещаются по обе стороны от элемента схемы, а сопротивление считывается с помощью счетчика. Разница между измерением напряжения и измерением сопротивления заключается в том, что мультиметр в режиме измерения сопротивления пропускает небольшой ток через элемент схемы, используя собственную батарею. Измерения сопротивления должны выполняться при отключенном от цепи компоненте. Снова выключите питание. Полностью вытащить лампочку из цепи. Установите ручку управления мультиметра в положение, обозначенное «Ω» (это греческий символ омега, обозначающий сопротивление). Подключите провод с одной стороны лампы к гнезду VΩ, а другой провод от гнезда COM к другой стороне лампы. Обязательно запишите свое значение на листе с правильными единицами измерения. Примечание : расходомеры Fluke 77 рассчитаны на точность ± (0,5% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений до 3.2 МОм. Измерители Micronta рассчитаны на погрешность ± (1,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений до 300 кОм, ± (2,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений от 300 кОм до 3 МОм и ± ( 3,5% от показания + младший разряд) для сопротивлений от 3 МОм до 30 МОм. Сопротивление лампочки (при выключенном питании):

Часть 2. Измерение напряжения с помощью осциллографа

Эта часть лаборатории будет очень похожа на часть 1 в том, что вы будете измерять напряжение от простой цепи постоянного тока.Однако в этом случае вы будете использовать осциллограф.

Краткое описание осциллографов

Осциллограф очень похож на телевизионную трубку, где пучок электронов направляется к задней части экрана с помощью переменных электрических и магнитных полей. Экран покрыт люминофорным покрытием, которое светится при ударе электронов. Дальнейшее, более глубокое обсуждение можно найти в ряде электронных справочных материалов. Наиболее важными элементами управления осциллографа являются настройки усиления и развертки.Настройка усиления (измеряется в вольт на деление ) регулирует масштаб вертикальной координаты напряжения . Настройка развертки (измеряется в секундах на деление ) регулирует горизонтальный масштаб горизонтальной координаты времени . Экран осциллографа очень похож на декартову систему координат. Оси координат разделены на большие части (длиной около 1 см) и меньшие части между большими.

Рисунок 2

Большие деления по вертикали называются единицами усиления в вольтах на деление. Итак, если вы измеряли напряжение батареи AA (максимум 1,5 В) с настройкой усиления 1 В / деление, вы бы увидели, что горизонтальная кривая осциллографа появляется на 1,5 больших деления над центральной линией (с правильным полярность; ниже линии с обратной полярностью). Если установить усиление на 2 вольта / деление, кривая появится на 3 единицы выше средней линии.Крупные деления на горизонтальной шкале называются единицами развертки секунд на деление. При более высоком значении развертки будет отображаться больше сигнала (например, широкоугольный объектив на объективе). камера). При низком значении развертки увеличивается меньшая часть кривой сигнала. Настройка развертки поможет вам разместить кривую сигнала на экране, чтобы можно было проводить более точные измерения. Развертка используется чаще всего при работе с сигналом переменного тока, в то время как усиление используется для регулировки сигналов переменного и постоянного тока.

Примечание: Внутренние регуляторы настроек усиления и развертки должны быть полностью повернуты по часовой стрелке, чтобы обеспечить их правильную калибровку; в противном случае ваши измерения могут быть неточными.

Процедура

Напряжение постоянного тока

Сначала вам нужно включить осциллограф и убедиться, что он правильно настроен. Вы должны увидеть ярко-зеленую горизонтальную линию поперек экрана. Отрегулируйте вертикальное положение линии кривой так, чтобы она совпадала с центральной линией сетки осциллографа.Отрегулируйте интенсивность и / или фокус, пока не получите тонкую сфокусированную линию. Теперь вы готовы визуально измерить напряжение вашего источника постоянного тока. Подключите провода бананового штекера от блока питания к осциллографу (помните полярность!). Как и раньше, установите напряжение примерно на половину максимального значения. Если вы больше не видите горизонтальную кривую, отрегулируйте настройку усиления до тех пор, пока кривая снова не станет видимой. На рабочем листе запишите настройку усиления и смещение кривой на экране. Настройка усиления на осциллографе: Количество отделений: Напряжение питания: Что означает отрицательное значение напряжения?

Генератор сигналов и напряжение переменного тока

Теперь мы будем иметь дело с сигналом переменного тока.Этот сигнал будет поступать от генератора сигналов . Эти устройства могут показаться такими же запутанными, как осциллограф, с таким же количеством ручек и переключателей; генератор сигналов делает именно то, что подразумевает его название: он генерирует сигнал. Вы указываете частоту и форму волны (мы будем иметь дело только с синусоидальными и прямоугольными сигналами), и он генерирует сигнал в соответствии с вашими требованиями. Наиболее важными элементами управления являются переключатели диапазонов , функциональные переключатели и ручка точной настройки .С помощью переключателей диапазона вы можете регулировать частоту от доли цикла в секунду (Гц) до миллионов циклов в секунду (МГц). Функция переключает выбор между синусоидальной, квадратной и пилообразной волнами. Ручка точной настройки сообщает вам, в каком диапазоне диапазона (выбранном переключателями диапазонов) вы находитесь. Ручка обычно имеет шкалу от 0 до 1. Таким образом, если вы выбрали диапазон 1 кГц и установили ручку примерно на 0,75, вы будете иметь дело с сигналом с частотой около 750 Гц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Всегда поворачивайте ручку амплитуды до максимального значения (т. Е. До упора по часовой стрелке). Это даст вам полный сигнал от генератора.

Настройте осциллограф, как в предыдущем разделе (убедитесь, что вы обнулили кривую и т. Д.). Подключите осциллограф к генератору сигналов с помощью банановых штекерных проводов. Включите генератор сигналов и настройте его на выдачу синусоидальной волны 60 Гц. Отрегулируйте развертку и усиление, пока на экране не будут отображаться два полных цикла.Когда на экране появится сигнал, определите его частоту, отметив настройку развертки и количество делений для одного цикла формы волны. Настройка развертки на прицеле: Количество делений за один цикл: Период: Частота сигнала: Частота, которую вы определили, такая же, как вы ожидали от генератора сигналов? Если нет, попросите вашего ТА вам помочь.

Авторские права © 2011 Advanced Instructional Systems, Inc.и Университет Северной Каролины | Кредиты

.