Тема 2: Применение шунтов и добавочных резисторов.

Шунты и добавочные резисторы применяются в различных областях электротехники и электроники, выполняя важные функции в измерении и регулировании тока и напряжения.

Шунты представляют собой низкоомные резисторы, которые включаются параллельно измерительным приборам, таким как амперметры. Их основная задача – перераспределение части тока, что позволяет измерять большие токи с помощью приборов, рассчитанных на меньшие значения. Когда ток проходит через шунт, на нем возникает небольшое падение напряжения, которое пропорционально току. Измеряя это напряжение, можно определить величину тока. Шунты широко применяются в электроизмерительных приборах, например, в лабораторных источниках питания и автомобильных амперметрах.

Добавочные резисторы включаются последовательно с измерительными приборами, такими как вольтметры, для увеличения их диапазона измерений. Вольтметры имеют высокое внутреннее сопротивление, но иногда этого недостаточно для измерения высоких напряжений без перегрузки прибора. Добавочный резистор увеличивает общее сопротивление цепи, позволяя измерять высокие напряжения без риска повреждения вольтметра. Такие резисторы находят применение в различных измерительных системах, в том числе в высоковольтных схемах и системах автоматизации.

Применение шунтов и добавочных резисторов также распространено в промышленных и бытовых устройствах. В промышленных установках шунты используются для мониторинга и управления токами в силовых цепях, например, в системах управления двигателями и генераторами. В бытовых устройствах, таких как электрические счетчики, они обеспечивают точное измерение потребляемой энергии.

Тема 3. Осциллографы. Осциллографические измерения.

Осциллографы — это электронные приборы, используемые для наблюдения и измерения электрических сигналов. Основной функцией осциллографа является визуализация временных зависимостей электрических величин, таких как напряжение и ток. Это достигается путем преобразования электрических сигналов в графические изображения, которые отображаются на экране осциллографа.

Методы осциллографических измерений делят на две группы. Первая группа – это традиционные методы визуального наблюдения сигнала на экране аналогового осциллографа и измерения его параметров по калиброванной сетке (метод калиброванных шкал). Более точные методы предусматривают сравнение на экране осциллографа исследуемого сигнала с эталонным (методы замещения и электронных меток).

Метод калиброванных шкал - наиболее часто используемый метод измерения напряжений и временных интервалов с помощью аналоговых осциллографов. Перед измерениями напряжения осциллограф калибруют по вертикали. Для этого на вход Y подают сигнал от встроенного калибратора. Обычно используют сигнал прямоугольной формы (меандр) с точно известными амплитудой и периодом. При калибровке используют плавную подстройку усиления канала Y специальным потенциометром. Цель регулировки - добиться соответствия вертикального размера изображения сигнала установленному масштабу (коэффициенту отклонения, нанесенному на шкалу аттенюатора канала). Отметим, что ручка плавного изменения коэффициента отклонения при калибровке должна быть отключена или установлена в крайнее правое положение, обозначаемое обычно КАЛИБР.

Компенсационный метод измерения (метод замещения) основан на замещении измеряемого параметра образцовым. При этом осциллограф выступает как устройство сравнения.

Метод сравнения с эталоном (метод электронных меток) позволяет значительно увеличить точность осциллографических измерений и повысить их производительность. Суть метода - создание на экране эталонных меток в виде линий (курсоров) или точек (маркеров) и совмещение их с измеряемыми частями изображения сигнала.

Осциллографические измерения применяются в различных областях науки и техники. В электронике осциллографы позволяют исследовать форму и параметры сигналов в различных цепях, выявлять неисправности, тестировать и настраивать электронные устройства. В области телекоммуникаций они используются для анализа сигналов связи, проверки работы модемов, маршрутизаторов и других устройств. В медицине осциллографы могут применяться для мониторинга биопотенциалов, таких как электрокардиограммы (ЭКГ).