2.2.2. Вимірювання сили струму. Розширення меж вимірювання амперметра.

Рис. 2.6. Розширення меж вимірювання амперметра

Для вимірювання сили струму в про­віднику послідовно з ним вмикають амперметр. Слід мати на увазі, що сам амперметр має деякий опір. Тому опір ділянки кола з ввімкне­ним амперметром збільшується, й за незмінної напруги сила струму зменшується. Щоб амперметр чинив якомога менший вплив на силу струму, що вимірюється, його внутрішній опір роблять дуже малим. Якщо підключити амперметр до мережі, станеться коротке замикання.

Для розширення меж вимірювання в амперметрах використовують шунти (від англійського shunt - запасний хід) , які приєднуються паралельно до амперметра (рис. 2.6). Прилад шунтують тоді, коли треба зменшити його за­гальний опір, або коли струм дуже великий і частину його треба провести поза приладом, щоб не зіпсувати останнього.

Нехай вимірювальний прилад розрахований на максимальний струм І_q, а треба виміряти струм у n разів більший. Визначимо, якого опору R_s шунт потрібний для цього. У точці А струм І розгалужується на струми І_q і І_s тому:

І = І_q + І_s, (2.22)

обходячи замкнутий контур за стрілкою годинника, дістанемо:

І_s R_s - І_q Rq = 0 . (2.23)

Виключивши з рівнянь (2.22) і (2.23) І_з, дістанемо:

,

то опір шунта:

. (2.24)

Через вимірювальний прилад проходить частина загального струму, а решта, тобто частина, проходить через шунт. Наприклад, якщо через гальванометр треба пропустити 1/10 частину загального струму, то опір шунта повинен дорівнювати 1/9 R_q Знаючи n і показ гальванометра І_q, визначимо величину вимірюваного струму I = nI_q. Щоб перетворити гальванометр у чутливий амперметр, треба до клем гальванометра паралельно приєднати шунт відповідного опору. Шунт монтують в одній коробці з гальванометром, а потім градуюють шкалу приладу в амперах.

2.2.3. Вимірювання напруги. Розширення меж вимірювання вольтметра.

Для того щоб виміряти напругу в ділянці кола з опором R, до неї паралельно підключають вольтметр. Якщо опір вольтметра R_в, то після ввімкнення його в коло опір ділянки буде вже не R, а R^‘= . Напруга, що вимірюється, зменшується. Для того щоб вольтметр не вносив помітних перекручу­вань у вимірювану напругу, його опір повинний бути більшим у по­рівнянні з опором ділянки кола, в якій проводиться вимірювання.

Іноді виникає потреба виміряти напругу між точками А і В, в m раз більшу від тієї, на яку розрахований вольтметр U_в. Тоді треба розширити межі вимірювання вольтметра. Для цього до вольтметра приєднують додатковий опір R' (рис. 2.7). Визначимо його.

Рис. 2.7. Розширення меж вимірювання вольтметра

З рисунка видно, що U = І_в R_в – І_в R . Вольтметр показує напругу U_в = І_в R_в, де R_в - опір вольтметра (відомий). Поділимо почленно ці рівняння:

,

тому дістаємо:

R^' = (m - 1) R_в. (2.25)

У багатошкальних вольтметрах в одній коробці вмонтовано кілька додаткових опорів різної величини, приєднаних до окремих за­тискачів, виведених назовні приладу.