Измерение тока и напряжения.

Приборы для измерения тока и напряжения, амперметры и вольтметры, имея одинаковые по устройству измерительные механизмы отличаются параметрами измерительных схем и различным образом включаются в испытуемую цепь.

► Амперметр включают в цепь последовательно с приемником энергии (нагрузкой R).

Схема включе­ния амперметра.

Прибор должен иметь малое сопротивление Ra, чтобы не было влияния на ток цепи и мощность потерь в при­боре Ра = IaRa была минимальна.

Вольтметр включается параллельно приемнику энергии (нагрузке R).

Схема включения вольтметра.

По закону Ома ток вольтметра I_V = U_V/R_V, поэтому угол поворота подвижной части прибора определяется значением напряжения U_V.

Сопротивление вольтметра должно быть большим, чтобы его вкючение не изменило режима работы цепи, и потери в приборе были минимальны. Rv = Uv/Iv

Изменение пределов измерения амперметра.

Малые постоянные токи измеряют приборами магнитоэлектри­ческой системы (гальванометрами, микроамперметрами, миллиамперметрами). Для увеличения номинального тока прибора параллельно его измерительному механиз­му И подключают небольшое сопротивление — шунт R_Ш .Измеряемый ток при этом разветвляет­ся на ток, проходящий через шунт I_Ш и через измеритель­ный механизм А,. При этом очевидно, что

Рис. 140 схемы шунтирования измерительного механизма однопредельным (а) и многопредельным (б) шунтами.

И так, для расширения пределов измерения прибора в р раз надо выбрать сопротивление шунта так, чтобы:

Если прибор предназначен для постоянной работы с шунтом, то шкалу его градуируют сразу в значениях измеряемого тока с учетом шунтирования. Переносные приборы часто снабжаются многопредельными шунтами (рис. 140, б), значения сопротивлений R_1, R₂, R₃, которых изменяются переключением или переносом провода с одного зажима прибора на другой.

Изменение пределов измерения вольтметра. В вольт­метрах магнитоэлектрической системы последовательно с измерительным механизмом включают добавочный резистор из манганина с большим сопротивлением Rд (рис. 141, а, б). Это расширяет пределы измерения на­пряжения и исключает влияние температуры на сопро­тивление прибора Rv. Чтобы расширить пределы измере­ния прибора в р раз, необходимо включить добавочное сопротивление.

Рис. 141. . Схемы расширения пределов измерительного механиз­ма вольтметра включением однопредельного (а) и многопредель­ного (б) добавочного сопротивления

Технические вольтметры имеют однопредельные доба­вочные резисторы (рис. 141, а), а образцовые и лабора­торные— многопредельные (рис. 141, б). При последо­вательном включении в цепь многопредельного вольт­метра добавочных сопротивлений R_Д1, R_Д2, Rдз возрастает соответственно и верхний предел измерения напряжений U₁ U₂ U₃ .

Трансформаторы напряжения и тока. В сетях пере­менного тока высокого напряжения, в целях безопасно­сти, а также для расширения пределов измерения изме­рительные приборы включают через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

► Номинальное вторичное напряжение всех трансфор­маторов напряжения стандартное — 100 В, один зажим х вторичной обмотки и кожух заземляют в целях безопасности.

Рис. 141. Схемы расширения пределов измерительного механиз­ма вольтметра включением однопредельного (а) и многопредель­ного (б) добавочного сопротивления

Ттрансформатор напряжения по устройству не отли­чается от силовых трансформаторов малой мощности. Его первичную обмотку высшего напряжения w₁ включают на измеряемое напряжение U, а вторичную обмот­ку низшего напряжения w₂ подключают к вольтметру V и обмоткам напряжения других приборов (рис. 142, а).

а)

Рис. 142. Включение измерительных трансформаторов напряжения (а) и тока (б)

Вторичное напряжение связано с первичным коэффи­циентом трансформации: U₁ = k_UU₂ и, измеряя напряжение U₂ можно определить первичное высокое напряжение U₁.

Трансформаторы тока служат для преобразования токов больших значений (до десятков тысяч ампер) в токи малых значений (до 5 А).

Первичную обмотку w₁ трансформатора (рис. 142, ,б) включают в линию последовательно, а вторичную w₂ замыкают на амперметр и токовые цепи других приборов, включаемые последовательно (например, W). Независи­мой величиной в этом случае является первичный ток I₁

Рис.142 СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРАСФОРМАТОРА ТОКА.

Схема прибора ферродинамической системы

Устройство прибора индукционной

Системы.