И вольтметром; измерение сопротивлений омметром (в).

К небольшим сопротивлениям можно отнести сопротивления порядка 1 Ом и меньше, к средним – сопротивления от 1 до 10 000 Ом, к большим – сопротивления от 10 000 до 100 000 Ом, а к очень большим – сопротивления свыше 100 000 Ом (0,1 Мом).

На практике применяют омметры, в которых отклонение стрелки не зависит от величины э.д.с. (напряжения) источника питания. В качестве измерительного механизма здесь используют логометр – прибор, у которого отсутствует механическое устройство для создания противодействующего момента. В логометре равновесное положение подвижной системы определяется отношением токов в двух подвижных и жестко связанных между собой катушках – рамках (рис. 7).

Катушки 1 и 2 находятся в магнитном поле постоянного магнита NS и присоединены к общему источнику питания. В цепь одной катушки включено измеряемое сопротивление r_x, а в цепь другой катушки – постоянное сопротивление r. Токи I₁ и I₂ в катушках создают два вращающих момента, действующих на подвижную часть прибора, величина которых зависит от положения катушек в пространстве:

M₁ = I₁ƒ₁(α) = I₂ƒ₂(α).

Рис.7. Устройство логометра

Отсюда

I₁/I₂ = ƒ₂(α)/ƒ₁(α) = ƒ(α) или α = F(I₁/I₂).

Таким образом, каждое положение стрелки прибора соответствует определенному отношению токов I₁/I₂. В рассматриваемом омметре это отношение однозначно зависит от измеряемого сопротивления r_x и не зависит от напряжения U источника питания.

Индукционная система. Рассмотрим принцип действия приборов этой системы на примере счетчика количество электрической энергии.

Устройство индукционного счетчика показано на рис. 8. Многовитковая обмотка электромагнита 2 (обмотка напряжения) подсоединена параллельно потребителю (нагрузке). Последовательно с нагрузкой включена обмотка электромагнита 1-3, состоящая из нескольких витков (токовая обмотка). Поскольку индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков, можно считать, что индуктивность обмотки напряжения значительно больше индуктивности токовой обмотки. Поэтому ток и совпадающий с ним по фазе магнитный поток электромагнита 2 отстают по фазе от тока и магнитного потока электромагнита 1–3 на угол, близкий к 90^° (рис. 9).

Рис. 8. Устройство индукционного счетчика электрической энергии. Рис. 9. Магнитные потоки токовой обмотки и обмотки напряжения индукционного счетчика

Рассмотрим, как изменяются во времени магнитные потоки на участках 1,2,3 (рис. 10). Магнитный поток, входящий в диск сверху, пометим буквой N, а снизу – буквой S. В момент времени t = 0 магнитный поток Ф₁ равен 0, а магнитный поток Ф_U отрицателен (рис. 9), поэтому участки 1 и 3 (рис. 10) помечаем цифровой 0, а участок 2 – буквой S. В момент времени t₁ магнитный поток Ф₁ положителен, а поток Ф_U = 0, поэтому участок 1 помечаем буквой N, участок 2 – цифрой 0, а участок 3 – буквой S.

Рис. 10. Бегущее магнитное поле

Проводя аналогичные рассуждения для последовательных значений времени t₂, t₃, t₄, проставим буквы на рис.10. Из рис.10 видно, что северный полюс магнитного поля последовательно смещается от участка 1 к участкам 2 и 3, также последовательно смещается и южный полюс.

Рассмотренное магнитное поле, образованное наложением магнитных полей двух электромагнитов, называется бегущим. Бегущее магнитное поле индуцирует в диске токи, которые, взаимодействия с полем, создают механическую силу. Сила в соответствии с правилом Ленца стремится устранить причину ее вызывающую. Она раскручивает диск в направлении бегущего поля. Теоретические выкладки показывают, что при определенных условиях вращающий момент пропорционален мощности:

М_вр = r₁ UIcos = r₁P.

Тормозной момент, создаваемый вихревыми токами, которые индуцируются в диске постоянным магнитом М (см.рис.8), пропорционален частоте вращения диска n:

M_ɽ = r₂n.

В установившемся режиме М_вр = M_ɽ, откуда

r₁P= r₂n.

Следовательно,

P = rn,

где r = r₂/ r₁.

Умножим левую и правую части последнего равенства на время t:

Pt = rnt,

где Pt =А – потребляемая энергия; nt = N - суммарное число оборотов диска за время t.

Таким образом,

А = rN,

т.е. потребляемая энергия пропорциональна числу оборотов диска, и шкалу счетного механизма можно градуировать в единицах энергии (кВтч).