Măsurarea curentului și tensiune

Salutări tuturor cititorilor de pe site-ul nostru de astăzi și în cadrul cursului „Electronică pentru începători“ vom învăța metode de bază pentru măsurarea curentului, tensiune și alți parametri ai circuitelor electrice. Firește, nu rămân fără o atenție și a instrumentelor de bază, cum ar fi un voltmetru. ampermetru și colab.

Măsurarea curentului.

Și începem cu măsurătoarea curentă. Aparatul utilizat în acest scop se numește un ampermetru în circuit și este comutată secvențial. Luați în considerare un mic primerchik:

După cum puteți vedea, există o sursă de alimentare este conectată direct la rezistor. Mai mult decât atât, în circuit este prezent ampermetru conectat în serie cu un rezistor. În conformitate cu legea lui Ohm, curentul în acest circuit ar trebui să fie egală cu:

valoare egală a primit 0,12 A, care este exact coincide cu rezultatul practic care demonstrează un ampermetru în circuitul 🙂

Un parametru important al acestui dispozitiv este rezistența sa internă. De ce este acest lucru atât de important? A se vedea pentru tine - în absența curentului ampermetru este determinată de legea lui Ohm așa cum ne-am așteptat un pic mai mare. Dar dacă există un ampermetru în circuitul de schimbare curent ca rezistența la schimbare, și avem următoarele semnificații:

Dacă ampermetru a fost absolut perfect, iar rezistența este egală cu zero, ar fi avut nici un efect asupra funcționării circuitului electric, parametrii care trebuie să fie măsurat, dar, în practică, lucrurile nu sunt destul de bine, iar rezistența dispozitivului nu este egal cu 0. Desigur, rezistența ampermetru este de ajuns mici (în calitate de producători caută să maximizeze reducerea acesteia), astfel încât în ​​multe exemple și probleme care sunt neglijate, dar nu uitați că este încă acolo și este non-zero.

Atunci când vorbim despre măsurarea actuală este imposibil să nu mai vorbim de metoda care vă permite să se extindă limitele în care poate funcționa ampermetru. Această metodă constă în faptul că ampermetru paralel comutate șunt (rezistor) având o rezistență specifică:

În această formulă, n - este un factor de legătură - un număr care arată limitele vor fi majorate cu numărul de ori în care ampermetru poate face măsurătorile lor. Poate că totul nu s-ar putea părea evident și logic, așa că acum ne vom uita la un exemplu practic, ceea ce va permite tuturor să înțeleagă.

Să presupunem că valoarea maximă care poate fi măsurată este un 1A ampermetru. O diagramă a curentului în care avem nevoie pentru a determina este:

Spre deosebire de circuitele anterioare este faptul că tensiunea de alimentare de pe acest sistem este de 100 de ori mai mare, respectiv, iar curentul în circuitul devine mai lung și este egală cu 12 A. Din cauza restricțiilor privind valoarea maximă, nu putem folosi direct ampermetru de curent măsurat nostru . Deci, pentru astfel de probleme și este necesar să se utilizeze un șunt suplimentar:

În această problemă, avem nevoie pentru a măsura curentul. Presupunem că valoarea depășește valoarea maximă admisă pentru ampermetru este utilizat, astfel încât adăugarea schemei este un alt element care va acționa ca un șunt. Să presupunem că dorim să crească gama de măsurare a ampermetru de 25 de ori, ceea ce înseamnă că instrumentul va arăta o valoare care este de 25 de ori mai mică decât valoarea curentului măsurat. Vom multiplica numai citirile de pe numărul cunoscut de noi și obținem valoarea dorită. Pentru a pune în aplicare ideile noastre avem nevoie pentru a pune un ampermetru șunt în paralel, iar rezistența trebuie să fie egală cu valoarea pe care definim prin formula:

În acest caz, n = 25, dar vom organiza toate plățile într-un mod general, pentru a arăta că valorile pot fi complet arbitrare, principiul de by-pass ar funcționa în mod egal.

Astfel, din moment ce tensiunea la bornele șuntului și ampermetru sunt egale. putem scrie prima ecuație:

Ne exprimăm curentul șunt de curent prin ampermetru:

Curentul măsurat este egal cu:

Substitut în ecuația anterioară este o expresie pentru șuntul curent:

Dar rezistența șunt știm, de asemenea, (). Ca rezultat, obținem:

Deci, avem ceea ce ne-am dorit. Valoarea care va ampermetru în circuitul va fi de n ori mai mic decât curentul, amploarea pe care avem nevoie pentru a măsura 🙂

Cu circuit de măsurare a curentului clar, să ne trece la următoarea întrebare, și anume tensiunea de determinare.

Măsurarea tensiunii.

Aparatul este conceput pentru a măsura tensiunea este numit un voltmetru. și, spre deosebire de ampermetru, este inclus în circuitul în paralel cu circuitul, tensiunea la care urmează să fie stabilită. Și din nou, spre deosebire de ampermetru ideal pentru a avea rezistență la zero, voltmetru perfectă să fie egală cu infinit. Să înțelegem ce implică:

În cazul în care conexiunea nu a fost un voltmetru, curentul prin rezistențe ar fi aceeași și determinate de legea lui Ohm, după cum urmează:

Astfel, valoarea actuală sa ridicat la 1 A, și, prin urmare, tensiunea pe rezistorul 2 ar fi egală cu 20 V. Cu toate astea clare, iar acum vrem să măsoare tensiunea cu un voltmetru și rotiți-l paralel cu. Dacă rezistența voltmetru ar fi infinit de mare, apoi prin ea pur și simplu nu ar fi curs curent (), iar unitatea ar avea nici un efect asupra lanțului inițial. Dar, deoarece are o valoare finită și nu infinit egal, curentul va curge prin voltmetrul, și, prin urmare, tensiunea pe rezistor nu mai fi ceea ce ar fi fost în absența instrumentului. Acesta este motivul pentru care idealul ar fi un voltmetru, prin care ar trece nici un curent.

Așa cum este cazul cu un ampermetru, există o tehnică specială care vă permite să măriți intervalul de măsurare a tensiunii pentru voltmetru. Pentru a implementa aceasta, dispozitivul în serie cu un rezistor serie, a cărei valoare este determinată prin formula:

Acest lucru va conduce la faptul că voltmetrul va fi de n ori mai mică decât valoarea tensiunii măsurate. Prin tradiție, să ne uităm la un exemplu practic al unui mic 😉

Aici am adăugat la rezistența suplimentară a circuitului. Provocarea noastră este de a măsura tensiunea la bornele rezistorului :. Să definim că pentru o astfel de includere ar fi pe ecran voltmetru:

Substitut în această formulă expresia pentru calcularea rezistor suplimentar:

Astfel :. Aceasta este, voltmetru va fi de n ori mai mică decât tensiunea pe care am măsurat. Deci, folosind această metodă, este posibil să se mărească intervalul de măsurare a voltmetru 🙂

La sfârșitul articolului câteva cuvinte despre măsurarea rezistenței și puterii.

În general, acest lucru, probabil, pentru a termina astăzi, urmăriți și vizitați-ne pe site-ul! Ne vedem în curând!