Упражнение 3. Изготовление омметра и измерение сопротивлений
Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:
.
Для измерения сопротивлений можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. При известных условиях магнитоэлектрические приборы могут быть использованы не только для измерения тока и напряжения, но и для измерения других величин, в частности, сопротивления. Омметром называется прибор магнитоэлектрической системы со шкалой, проградуированной в Омах, и служащий для измерения сопротивлений. Так как по закону Ома I = U/R, то при постоянном напряжении U каждому значению сопротивления R будет соответствовать определенное значение величины тока I и отклонение стрелки прибора n. Это позволяет проградуировать шкалу прибора в Омах и использовать прибор в качестве омметра. Однако, при изменении напряжения показания прибора не будут соответствовать исходной градуировке, и поэтому омметр снабжается шунтом, с помощью которого стрелка прибора устанавливается на "0" (ручка регулировки выводится на внешнюю панель прибора). Различаются два типа омметров: омметр с последовательным соединением измеряемого сопротивления (рис.7а) и омметр с параллельным соединением измеряемого сопротивления (рис.7б).
Уравнение шкалы последовательной схемы измерения:
,
где Rг
- сопротивление цепи гальванометра. При
угол поворота подвижной части прибора
определяется величиной измеряемого
сопротивления Rx. Поэтому
шкала прибора может быть непосредственно
проградуирована в Омах. Ключ K используется
для установки стрелки прибора в нулевое
положение. Омметры параллельного типа
удобнее применять для измерения небольших
сопротивлений.
Омметр с последовательным сопротивлением соединением измеряемого сопротивления
Схема такого омметра показана на рис.7а и рис.8 (Rх - измеряемое сопротивление). Измерительной частью омметра служит в данном случае гальванометр (миллиамперметр магнитоэлектрической системы). Переменное сопротивление R выполняет роль шунта и служит для установки стрелки омметра на нуль.
Rx
Рис.8
Необходимо проградуировать шкалу прибора в Омах. Для этого к клеммам "А" и "В" вместо Rх подключают магазин сопротивлений. Очевидно, что при Rх=0. ток получает свое наибольшее значение , то есть отклонение стрелки будет наибольшим.
При Rх, стремящемся к бесконечности, величина тока и отклонение стрелки будут равны нулю. Следовательно, омметр с последовательным соединением имеет "обратную шкалу", отметка Rх = 0 соответствует крайнему правому делению шкалы. Такие омметры служат для измерения относительно больших сопротивлений (порядка тысяч Ом).
Омметр с параллельным соединением измеряемого сопротивления
Такой омметр удобен для измерения относительно малых сопротивлений. Схема омметра такого типа показана на рис. 7б и рис. 9. Здесь сопротивление Rх включается параллельно измерительной части прибора. При Rх→∞ ток через миллиамперметр достигает своего наибольшего значения. Шкала у такого омметра "прямая", т.е. нуль сопротивления соответствует нулевому делению шкалы.