Миллиамперметр может измерить максимальный ток 10ма его сопротивление – 1. Миллиамперметр может измерить максимальный ток 10 мА, его сопротивление 9,9 Ом. Какой шунт следует подключить к миллиамперметру для увеличения предела измерения тока до 1 А? Во сколько раз увеличится при этом цена деления прибора?[0,1 Ом; в 100 раз]

Содержание

Миллиамперметр может измерить максимальный ток 10ма

Шунт (англ. Shunt) — электрическое или магнитное ответвление, которое включают параллельно основного контура цепи. Параллельное подключение одного звена электрической цепи к другому с целью понижения общего электрического сопротивления называется процессом шунтирования. Это нашло широкое применение в схемотехнике.

Шунты измерительных приборов

Измерительный шунт — сопротивление, параллельно подключенное к зажимам измерительного амперметра (параллельно его внутреннему электрическому сопротивлению). Это позволяет прибору расширить измерительный диапазон по току при снижении его чувствительности и разрешающей способности.

Измерительные шунты производят из манганина. В зависимости от конструктивного исполнения бывают:

Для определения небольших значений тока (не более 30 А) шунт чаще всего находится внутри корпуса прибора. В случае измерения внушительных значений тока во избежание чрезмерного нагрева корпуса шунт имеет наружную конфигурацию исполнения.

В портативных магнитоэлектрических устройствах, рассчитанных на силу тока не более 30 ампер, внутренние шунты рассчитаны на несколько граничных значений измеряемой величины.

Многопредельный шунт устроен в виде ряда резисторов, которые возможно коммутировать в соответствии с пределом измерения, рычажным тумблером либо путем перемещения провода с одной клемы на другую.

У внешних резисторов, как правило, присутствует калибровка, с расчётом на распространенные значения тока и напряжения. Такие шунтирующие сопротивления имеют ряд номинальных значений напряжения: 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.

При использовании элементов шунтирования в измерениях величин переменного тока наблюдается добавочная погрешность, связанная с преобразованием частоты, поскольку сопротивления измерительного механизма и шунтирующего устройства находятся в различных зависимостях от частоты.

Шунтирующие звенья классифицируются согласно точности: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, и 0,5. Цифровые значения, отвечающие каждому классу, указывают на допустимую величину расхождения сопротивления с его номиналом, выраженную в процентах.

Эксплуатационные требования, выдвигаемые к элементам шунтирования: низкие потери напряжения в области шунта, во избежание перегрева оборудования; стабильное значение сопротивления, обеспечивающие точность измерения; стойкость к коррозии и к воздействиям окружающей среды.

Контроль величины постоянного тока имеет широкий диапазон применения, в том числе:

  • фотоэлектрическая промышленность,
  • источники электропитания общественного транспорта,
  • электрические генераторы и двигатели,
  • оборудование для сварочных работ,
  • инверторы,
  • и другие системы с наличием высоких значений постоянного тока.

Во многих промышленных отраслях применение шунтирующих резисторов зарекомендовало себя как надежный, точный и долговременный способ для беспрерывного измерения тока постоянной величины.

Расчет и изготовление шунта

Амперметр M367 имеет максимальный предел измерения тока 150 А. Очевидно, что при определении таких величин силы тока задействовано внешнее шунтирующее сопротивление. Освобожденный от влияния шунтирующего элемента прибор приобретает свойства миллиамперметра с максимальным показанием силы тока 30 мА.

Следовательно, варьируя разными значениями сопротивления електр. звена, можно добиться любой области измерения. Чтобы подтвердить это на практике, можно создать шунт для амперметра своими руками.

Основные понятия и формулы

Значение суммарной величины тока I распределяется между шунтирующим резистором (Rш, Iш) и изм. прибором (Rа, Iа) и находится в обратно пропорциональной зависимости сопротивлению этих участков.

Электросопротивление ответвления измерительной цепи: Rш=RаIа / (I-Iа).

Для умножения масштаба измерения в n раз следует принять значение: Rш=(n-1) / Rа, при этом показатель n=I/Iа — коэффициент шунтирования.

Расчет шунтирующего звена

Для расчета шунта микроамперметра можно воспользоваться данными об измерительной головке прибора: сопротивление рамки (Rрам), величина тока, которая соответствует максимальному отклонению индикаторной стрелки (Iинд) и наибольшее значение прогнозируемой шкалы измерения тока (Imax). Максимальным измеряемым током примем значение 30 мА. Значение Iинд определяется экспериментальным путем. Для этого последовательно включается в электрическую цепь переменный резистор R, шкала индикатор и измерительный тестер.

Перемещая ходунок резистора R, следует добиться максимального показания стрелки на шкале индикатора и зафиксировать показания Iинд на тестере. Вследствие опыта известны величины Iинд = 0.0004 А и Rрам=1кОм (также измеряется тестером), этого достаточно для дальнейшего расчета сопротивления шунта микроамперметра (индикатора) по формуле:

Rш=Rрам * Iинд / Imax; получаем Rш=13,3 Ом.

Длина проводника

Выбрав материал для изготовления и зная величину его удельного сопротивления, необходимо рассчитать длину токовой части шунта.

Согласно соотношению: Rш=p*J/S,

где: p-удельное сопротивление, J-длина, S- площадь поперечного сечения проводника, подбираются геометрические параметры медного провода (p=0.0175 Ом*мм2 /м).

Величину площади можно рассчитать из формулы, вооружившись предполагаемым значением диаметра:

Тогда искомая величина будет равна:

При диаметре проводника d= 0.1 мм, подставив значения получается длина:

Расчет шунта для амперметра постоянного тока определил такие выходные данные:

максимальный ток измерения — 30 мА;

материал проводника — медная жила 0.1 мм в диаметре длиною 0,45 м.

Для удобства и упрощения расчетов относительно шкал измерительных приборов используют онлайн-калькулятор.

Амперметр для зарядного устройства

Нелишним будет знать, как сделать из вольтметра амперметр и применить его в процессе контролирования силы тока при зарядке аккумуляторных батарей.

Необходимый стрелочный вольтметр проверяется на способность стрелки полностью отклонятся вдоль измерительной шкалы. Следует убедиться в отсутствии добавочных сопротивлений или внутреннего шунта.

До этого был рассмотрен расчетный метод подбора шунтирующего резистора, в этом случае самодельный амперметр получается сугубо практическим путем, с помощью добавочного изм. прибора или тестера с пределом измерения до 8 А.

Соединяется в простую схему зарядный выпрямитель, дополнительный образцовый амперметр, проводник для будущего шунта и заряжаемая аккумуляторная батарея.

Для изготовления шунта для амперметра 10А своими руками на концах неизолированного толстого медного проводника длиною до 80 см выгибаются кольцеобразные дуги под крепеж болтом. После чего подсоединяется последовательно с образцовым изм. прибором в электрическую цепь выпрямитель — аккумулятор.

Один из концов стрелочного вольтметра основательно соединяется с шунтом, а другим, как щупом, проводится по медному проводу. Подается питание через выпрямитель и устанавливается по образцовому амперметру сила тока в цепи 5А.

Начиная от места крепления, щупом от вольтметра следует вести по проводу, пока на обоих приборах не установятся одинаковые значения тока. Согласно величине сопротивления рамки используемого стрелочного вольтметра определяется нужная длина провода шунтирования величиною до метра.

Проводник шунта возможно смотать в виде спирали либо как-то еще. Витки легонько растянуть с целью избежать прикосновений между ними или изолировать хлорвиниловой трубкой по всей длине спирали шунта.

Вариант предварительного определения длины провода для последующей замены изолированным проводником тоже вполне приемлем и практичен, но требует внимательности и тщательности в операциях замены шунта, повторяя все этапы по нескольку раз. Связано это с точностью показаний амперметра.

Соединительные провода от вольтметра должны быть обязательно припаяны непосредственно к шунтирующей спирали, иначе прибор будет иметь погрешности в показаниях.

Провода соединяющие шунт и изм. прибор выбирают произвольной длины, поэтому шунтирующий элемент возможно поместить в любой части корпуса выпрямителя.

Шкала амперметра для измерения величины постоянного тока равномерная, этим нужно руководствоваться при ее выборе. Букву V правильно заменить на А, а цифровые значения подогнать из расчета максимального тока в 10 А.

Постоянный электрический ток. § 13. Измерение силы тока и напряжения → номер 13

Задачи по физике. В мобильной версии нет поиска и могут не отображаться формулы. Для поиска задач и отображения формул откройте веб версию (кнопка внизу страницы)

Реклама 1 AdSense

понедельник, 23 декабря 2013 г.

Определить максимальное значение силы тока, которое модно измерить зашунтированным миллиамперметром.

Миллиамперметр сопротивлением 3 Ом и пределом измерения 25 мА зашунтирован проводником сопротивлением 1 Ом. Определить максимальное значение силы тока, которое модно измерить зашунтированным миллиамперметром.

Hапряжение на миллиамперметре при измерении предельного тока 25 мА без шунта определим по закону Ома:

Имеется миллиамперметр с внутренним сопротивлением 10 Ом, который может измерять

Условие задачи:

Имеется миллиамперметр с внутренним сопротивлением 10 Ом, который может измерять силу тока не более 10 мА. Какое добавочное сопротивление необходимо, чтобы этим прибором можно было измерить напряжение до 1 В?

Задача №7.5.9 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(R_А=10\) Ом, \(I_0=10\) мА, \(U=1\) В, \(R_{доп}-?\)

Решение задачи:

Вы должны понимать, что если знать внутреннее сопротивление амперметра, то им можно измерять также и напряжение (его можно вычислить по закону Ома). Поэтому не удивляйтесь, что дальнейшие рассуждения проведены как для вольтметра.

Если предел измерения амперметра не позволяет измерить напряжение на этом участке, то к нему последовательно соединяют дополнительное (также называют добавочное) сопротивление \(R_{доп}\). Оно уменьшает значение напряжения на амперметре.

При этом величину этого дополнительного сопротивления можно определить из следующих соображений. Так как амперметр и добавочное сопротивление соединены последовательно, то через них течет одинаковый ток \(I\). Напряжение на амперметре не должно превышать предела измерения тока, тогда на добавочном сопротивлении напряжение будет равно \(\left( {U — {U_0}} \right)\). Запишем дважды закон Ома для участка цепи:

\[\left\{ \begin{gathered}

I = \frac{{{U_0}}}{{{R_А}}} \hfill \\
I = \frac{{U — {U_0}}}{{{R_{доп}}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Тогда, очевидно, имеем:

\[\frac{{{U_0}}}{{{R_А}}} = \frac{{U — {U_0}}}{{{R_{доп}}}}\]

Получим такую формулу:

\[{R_{доп}} = {R_А}\frac{{U — {U_0}}}{{{U_0}}}\]

Из закона Ома для участка цепи следует, что:

\[{U_0} = {I_0}{R_А}\]

Окончательно имеем:

\[{R_{доп}} = {R_А}\frac{{U — {I_0}{R_А}}}{{{I_0}{R_А}}}\]

Подставим численные данные задачи в эту формулу и посчитаем ответ:

\[{R_{доп}} = 10 \cdot \frac{{1 — 10 \cdot {{10}^{ — 3}} \cdot 10}}{{10 \cdot {{10}^{ — 3}} \cdot 10}} = 90\;Ом\]

Ответ: 90 Ом.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Ответы на вопросы «Постоянный электрический ток. § 13. Измерение силы тока и напряжения»

1. В чем отличие цифровых и аналоговых электрических приборов?

Цифровые приборы усиливают сигнал, дают ему количественную оценку и выводят информацию на дисплей, а аналоговые основаны на использовании поворота катушки в магнитном поле. Угол поворота катушки зависит от силы тока, протекающего по катушке.

2. Для измерения какой физической величины используется амперметр? Почему сопротивление амперметра должно быть малым?

Амперметр — прибор для измерения силы тока. Он включается в цепь последовательно, и его сопротивление должно быть много меньше сопротивления цепи. В противном случае амперметр сильно увеличит сопротивление цепи, что исказит показания прибора (то есть он покажет меньшую силу тока).

3. Объясните необходимость использования шунта к амперметру. Чему равно сопротивление шунта?

Максимальный угол поворота рамки в аналоговом амперметре ограничивает показания прибора (сила тока возрастает, а поворачиваться уже некуда). Шунт — проводник, который включают в цепь для того, чтобы по нему пошла часть тока. Тогда рамка с током повернется на меньший угол, и, исходя из угла поворота рамки и сопротивления шунта, можно рассчитать настоящую силу тока.

4. Для измерения какой физической величины используется вольтметр? Почему сопротивление вольтметра должно быть большим?

Вольтметр — прибор для измерения напряжения. Если в цепь включить вольтметр, то сопротивление цепи уменьшится. Чтобы свести это уменьшение к минимуму, следует делать сопротивление вольтметра намного большим по сравнению с сопротивлением цепи.

5. Объясните необходимость использования добавочного сопротивления к вольтметру. Как выбирается величина добавочного сопротивления?

Для увеличения пределов измерения вольтметра к нему можно подключить дополнительное сопротивление. Если необходимо увеличить Umax в n раз, то дополнительное сопротивление должно быть в n раз больше сопротивления вольтметра. Напряжение на дополнительном сопротивлении и на вольтметре будут различаться в (n-1) раз. Используя это соотношение, легко можно вычислить напряжение в цепи.

Миллиамперметр имеет сопротивление 25 Ом, рассчитан на предельный ток 50 мА

Условие задачи:

Миллиамперметр имеет сопротивление 25 Ом, рассчитан на предельный ток 50 мА и снабжен шунтом на 10 А. Найти сопротивление шунта.

Задача №7.5.3 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(R_А=25\) Ом, \(I_0=50\) мА, \(I=10\) А, \(R_ш-?\)

Решение задачи:

Для измерения силы тока на каком-либо участке электрической цепи используют амперметр, его располагают на том участке, где и нужно измерить величину силы тока. Если предел измерения амперметра (т.е. максимальное значение силы тока, которое может измерить амперметр) не позволяет измерить силу тока на этом участке, то к амперметру параллельно подключают шунт сопротивлением \(R_{ш}\). Шунт уменьшает силу тока на амперметре.

При этом величину сопротивления шунта можно определить из следующих соображений. Так как амперметр и шунт соединены параллельно, то на них одинаковое напряжение \(U\). Сила тока на амперметре не должна превышать предела измерения \(I_0\), тогда на шунте сила тока будет равна \(\left( {I — {I_0}} \right)\). Здесь \(I\) — сила тока на том участке, где нужно произвести измерение. Поэтому:

\[\left\{ \begin{gathered}
U = {I_0}{R_А} \hfill \\
U = \left( {I — {I_0}} \right){R_ш} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Тогда, очевидно, имеем:

\[{I_0}{R_А} = \left( {I — {I_0}} \right){R_ш}\]

В итоге получим такую формулу для расчета сопротивления шунта \(R_ш\):

\[{R_ш} = \frac{{{I_0}{R_А}}}{{I — {I_0}}}\]

Подставим численные данные задачи в эту формулу и посчитаем ответ:

\[{R_ш} = \frac{{50 \cdot {{10}^{ — 3}} \cdot 25}}{{10 — 50 \cdot {{10}^{ — 3}}}} = 0,126\;Ом = 126\;мОм\]

Ответ: 126 мОм.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

[Помогите с физикой] Миллиамперметр, предназначенный для…

логика решения: магнитная система и рамка милиамперметра (сопротивление которой составляет 24 ом) расчитана на то, что при протекании тока = 50 ма через него, отклонит стрелку прибора на полную шкалу. для того, чтобы было возможно мерять токи до 5 а, необходимо разделить ток на две ветки, т. е. параллельно миллиамперметру включить дополнительно цепь, чтобы через прибор протекал ток 50 ма, а «лишний» ток уходил мимо прибора по параллельной цепи (по шунту) . «Лишнего» тока (в амперах) получается 5-0,050=4,050. Зависимость тока от сопротивления обратная: т. е. чем меньше сопротивление цепи, тем больший ток через нее течет. Соответственно, сопротивление шунта меньше сопротивления прибора в 4,05/0,05=81 раз, т. е сопротивление добавочного резистора, включенного параллельно клеммам милиамперметра равно 24/81=0,296 ом У тебя получился амперметр с пределом измерения 5 ампер, т. е. предел увеличился с 0,05 до 5 (100 раз) , соответственно цена деления шкалы увеличивается тоже в 100 раз п. с. : если разобрать и посмотреть реальным амперметр, увидишь, что параллельно его клеммам подключена толстенная медная деталь — это и есть шунт) ) удачи)

Я в 6 классе и этим всё сказано

Цена деления соответственно в 100 раз увеличится. Надо присоединить шунт с большим сопротивлением . По-моему. Поскольку надо уменьшит чувствительность, то Rш= Ra*(n-1) , n — во сколько раз надо изменить чувствительность. То есть в даном случаи это 100 раз. Ra — сопротивление амперметра

Очевидно, что необходимо применить шунт — так в электрических измерениях называют параллельное сопротивление, которое увеличивает диапазон измерения тока амперметром. Исходя из понятия проводимости, следует, что величина шунта (параллельного сопротивления) должна быть в (ток измеряемый / ток прибора ) раз меньше сопротивления прибора, а это — в сто раз. Таким образом, к миллиамперметру необходимо параллельно подсоединить сопротивление 0,24 Ом. В этом случае шкала прибора будет соответствовать 5 А. А причем, вааще, цена деления???

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *